發(fā)布時間：2020-11-15 14:28

　　 汽車NVH性能不僅關(guān)系著乘員的乘坐舒適性,也決定著汽車品牌在市場上的影響力;隨著汽車輕量化目標(biāo)的日益攀升,如何在提升車輛減振降噪能力的同時把輕量化設(shè)計納入研究范疇已成為汽車設(shè)計的重要課題。對車身薄壁板件進(jìn)行阻尼處理可以有效改善車內(nèi)噪聲水平,粘彈性阻尼材料目前已在車身上廣泛應(yīng)用。關(guān)于粘彈性材料的動態(tài)力學(xué)性能以及阻尼結(jié)構(gòu)減振方面的研究較多,但約束阻尼結(jié)構(gòu)及其在車身中的相關(guān)應(yīng)用還有幾點值得研究:考慮粘彈性材料溫頻特性的約束阻尼結(jié)構(gòu)有限元建模;基于阻尼材料溫頻特性的約束阻尼結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化;粘彈性材料在車身結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用及相關(guān)結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計等。本文以約束阻尼結(jié)構(gòu)為研究對象,主要研究內(nèi)容有:基于粘彈性材料的力學(xué)特性,對粘彈性材料試樣件的阻尼特性進(jìn)行測試,根據(jù)測試結(jié)果,繪制相關(guān)材料特性曲線,并通過參數(shù)擬合推導(dǎo)建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型;基于上述數(shù)學(xué)模型,利用模態(tài)應(yīng)變能法及集成軟件Isight建立約束阻尼結(jié)構(gòu)的建模流程,并對比分析粘彈性材料常數(shù)模型以及變量模型下的約束阻尼結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)函數(shù);而后,利用雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法實現(xiàn)對約束阻尼結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化研究,研究表明:粘彈性材料的溫頻特性會影響約束阻尼結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)化建模,對阻尼材料進(jìn)行布局優(yōu)化研究能夠有效提升阻尼材料的使用率。建立某車型的聲固耦合有限元模型,通過分析聲壓頻率響應(yīng)發(fā)現(xiàn)發(fā)動機右懸Z方向白噪聲激勵在101Hz下駕駛員右耳處聲壓較高。通過對車身板件貢獻(xiàn)度分析,確定對前圍板進(jìn)行阻尼處理。通過對比分析,該措施能夠改善車內(nèi)噪聲情況。建立約束阻尼結(jié)構(gòu)中阻尼材料及對應(yīng)約束層材料布局優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型,采用雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法法,求解得到阻尼材料及對應(yīng)約束層材料的材料布局,上述工況下,在阻尼材料用量減少40%的情況下,駕駛員右耳處聲壓峰值與阻尼材料全布局時比較相差較小。本文以約束阻尼結(jié)構(gòu)為研究對象,基于粘彈性材料的溫頻特性完成對約束阻尼結(jié)構(gòu)的有限元仿真以及結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化,并通過在車身中對約束阻尼結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化,在保證車身NVH性能的前提下,提高阻尼材料的使用率。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U463.82
【部分圖文】：

在外力作用下極易產(chǎn)生振動而使得封閉的車內(nèi)空間受到擾動。這種擾動會使得車內(nèi)空間的空氣體積產(chǎn)生微小的變化，從而產(chǎn)生很大的聲音。這種作用關(guān)系就相當(dāng)于揚聲器的發(fā)聲原理一樣，如圖1.1所示，前圍板振動，車內(nèi)空氣會隨著振動而發(fā)生膨脹或者壓縮，從而改變了車內(nèi)的空氣體積而發(fā)聲。轎車車身的車室內(nèi)空間大概為3m3，如果車內(nèi)的封閉空間體積變化0.002m3，這將使得車內(nèi)的聲壓達(dá)到1.4 Pa，也就是94dB[1]。由此看來，對車身壁板的振動和聲輻射進(jìn)行研究和優(yōu)化是控制車內(nèi)噪聲的有效手段。a) 前圍板振動 b) 揚聲器膜片振動圖1.1 前圍板與揚聲器發(fā)聲原理對比對車身薄壁板件進(jìn)行阻尼處理能夠大幅衰減或有效抑制薄壁板件的振動情況，從而降低薄壁板件在外界激勵下產(chǎn)生的噪聲輻射，這種方法實施較為簡單且效果顯著。粘彈性阻尼材料是能夠?qū)⒐腆w機械振動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏�耗散的材�?

9呈現(xiàn)為一條橢圓形遲滯回線，如圖2.2所示。圖2.1 彈性材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖2.2 粘彈性材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線上圖2.2中，橢圓形遲滯曲線所圍成的面積大小也就是結(jié)構(gòu)在交變的應(yīng)力和應(yīng)變作用下材料所損耗的能量大小，當(dāng)有拉壓應(yīng)力作用于粘彈性材料產(chǎn)生拉壓變形時，其應(yīng)力-應(yīng)變可表達(dá)為下式關(guān)系：0i te （2.1）( )0i te （2.2）復(fù)特征法是描述粘彈性阻尼材料性能的一種方法，在某些方面它比廣義微分模型或者廣義標(biāo)準(zhǔn)模型要方便。根據(jù)復(fù)模量定義：* 00(cos sin )iE e E i （2.3）或者：*E E iE E (1 i )（2.4）E E cos （2.5）E E sin E （2.6）如上式子中*E 為粘彈性阻尼材料的復(fù)拉伸模量， E 為粘彈性阻尼材料復(fù)拉伸模量的實部，也稱作貯能模量，E 為材料復(fù)拉伸模量的虛部，決定粘彈性阻尼材料耗散能力

碩士學(xué)位論文9呈現(xiàn)為一條橢圓形遲滯回線，如圖2.2所示。圖2.1 彈性材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖2.2 粘彈性材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線上圖2.2中，橢圓形遲滯曲線所圍成的面積大小也就是結(jié)構(gòu)在交變的應(yīng)力和應(yīng)變作用下材料所損耗的能量大小，當(dāng)有拉壓應(yīng)力作用于粘彈性材料產(chǎn)生拉壓變形時，其應(yīng)力-應(yīng)變可表達(dá)為下式關(guān)系：0i te （2.1）( )0i te （2.2）復(fù)特征法是描述粘彈性阻尼材料性能的一種方法，在某些方面它比廣義微分模型或者廣義標(biāo)準(zhǔn)模型要方便。根據(jù)復(fù)模量定義：* 00(cos sin )iE e E i （2.3）或者：*E E iE E (1 i )（2.4）E E cos （2.5）E E sin E （2.6）如上式子中*E 為粘彈性阻尼材料的復(fù)拉伸模量， E 為粘彈性阻尼材料復(fù)拉伸模量的實部，也稱作貯能模量，E 為材料復(fù)拉伸模量的虛部，決定粘彈性阻尼材料耗散能力
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 任潤桃;約束阻尼結(jié)構(gòu)對阻尼峰移動的影響[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;1997年03期

2 孫維謙;錢驪;;結(jié)束型阻尼結(jié)構(gòu)印制板[J];電子機械工程;1993年03期

3 吳佩江;對薄壁顆粒輸送管道降噪的新方法[J];應(yīng)用聲學(xué);1988年03期

4 杜劍秋,陳亦明;采用粘彈阻尼結(jié)構(gòu)改善臥式磨齒機的振動特性[J];噪聲與振動控制;1988年04期

5 李敬芳,何祚鏞;有限復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)板的隨機激勵振動與聲輻射的研究[J];中國造船;1988年01期

6 陳鐵民,陳春安,姜德林;溢流閥的阻尼結(jié)構(gòu)及其特性研究[J];工程機械;1989年07期

7 邱澤麟;陳兆能;;軸向柱塞泵配流盤阻尼結(jié)構(gòu)降噪特性的理論分析與實驗研究[J];機床與液壓;1989年05期

8 韓沖;燕碧娟;郎保鄉(xiāng);趙章達(dá);徐鵬;;管狀間隔阻尼結(jié)構(gòu)剛度參數(shù)分析[J];河北科技大學(xué)學(xué)報;2017年05期

9 何鑫;陳凱華;何筱姍;;黏彈性約束阻尼結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用[J];上海涂料;2014年11期

10 萬浩川;鄭玲;李以農(nóng);;約束阻尼結(jié)構(gòu)約束材料優(yōu)化選擇研究[J];四川理工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 林松;復(fù)雜條件下粘彈阻尼材料本構(gòu)關(guān)系研究及阻尼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計[D];西南交通大學(xué);2007年

2 張靜;航天器阻尼結(jié)構(gòu)的若干動力學(xué)正問題和反問題研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

3 劉明輝;非比例阻尼結(jié)構(gòu)動力學(xué)計算方法及在衛(wèi)星設(shè)計中的應(yīng)用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

4 房占鵬;薄壁構(gòu)件約束阻尼結(jié)構(gòu)動力學(xué)拓?fù)鋬?yōu)化研究[D];重慶大學(xué);2015年

5 萬浩川;基于改進(jìn)傳遞矩陣法的薄壁構(gòu)件約束阻尼結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性研究[D];重慶大學(xué);2017年

6 李明明;新型壓電約束層阻尼結(jié)構(gòu)及其在整星隔振中的應(yīng)用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

7 劉皞;振動系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)配置問題[D];南京航空航天大學(xué);2007年

8 王明旭;復(fù)雜結(jié)構(gòu)的阻尼減振理論及設(shè)計方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王鑫;粘彈性約束阻尼結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化及其在車身中的應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2018年

2 石崇;板類復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)建模及減振應(yīng)用研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2018年

3 張銳;蜂窩墊高自由阻尼及顆粒復(fù)合結(jié)構(gòu)振動性能研究[D];青島理工大學(xué);2018年

4 余好文;含阻尼結(jié)構(gòu)的ICMCM模型修正方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2018年

5 郎保鄉(xiāng);過渡約束阻尼結(jié)構(gòu)振動—阻尼特性分析[D];太原科技大學(xué);2018年

6 李向東;粘彈性阻尼材料及矩形凸臺異型約束阻尼結(jié)構(gòu)阻尼性能研究[D];青島理工大學(xué);2018年

7 張志超;粘彈性阻尼材料與局部約束阻尼結(jié)構(gòu)的振動性能研究及其優(yōu)化設(shè)計[D];青島理工大學(xué);2018年

8 夏自強;粘彈性阻尼結(jié)構(gòu)變密度法動力學(xué)拓?fù)鋬?yōu)化研究[D];南昌航空大學(xué);2018年

9 劉洋;頻變約束阻尼結(jié)構(gòu)減振刀桿的設(shè)計與研究[D];山東大學(xué);2017年

10 劉堯弟;無阻尼及阻尼結(jié)構(gòu)BESO法拓?fù)錅p振動力學(xué)優(yōu)化[D];南昌航空大學(xué);2017年

本文編號：2884858