汽车板结构声振特性和车身空腔声学特性研究

论文摘要

汽车车身薄板的振动辐射噪声是造成车内低频噪声的主要因素,对薄板的振动、声辐射特性及车身内腔声学特性的研究有着十分重要的意义。论文以ANSYS为基本分析工具,以车身顶棚为分析对象,对不同约束薄板、带天窗薄板和两种薄板加强方案以及表面附加自由阻尼材料薄板进行了系统的研究和分析,发现薄板的固有频率随着约束的增加而增加,随着凸面长度和高度的增加而增加,但增幅速率递减;天窗提高薄板固有频率但天窗边振动增大,弧形板固有频率提高显著,随弧面高度的增加而增加;附加自由阻尼材料后薄板的固有频率有明显下降,在工程上不可忽视。利用声辐射理论,对薄板的外辐射声场和阻尼材料的降噪效果进行了数值模拟,发现薄板固有频率处的辐射声压级最大,与理论一致。通过APDL编程,分析了附加阻尼材料薄板表面振速,结果表明,附加阻尼材料薄板表面振速降低是声压级降低的根本原因。论文还对车身结构建模、空腔声学模态、耦合模态和耦合声场预测进行详细的理论探讨和研究。对顶棚振动模态的系统分析为顶棚和薄板件频率设计提供了一定的参考依据,对声辐射的后续研究工作奠定了一定的理论基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 车内噪声的产生机理及控制方法
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 结构振动的研究概况
• 1.3.2 振动声辐射研究概况
• 1.3.3 数值计算软件发展概况
• 1.4 本文主要研究内容及意义
• 第二章 弹性薄板的振动
• 2.1 薄板自由振动微分方程及简支薄板模态
• 2.2 简支薄板的理论计算及ANSYS 计算
• 2.3 固支平板模态分析
• 2.3.1 四边固支薄板模态计算
• 2.3.2 三边固支薄板模态计算
• 2.3.3 两边固支薄板模态分析
• 2.3.4 带天窗固支薄板模态计算
• 2.4 凸面加强板模态分析
• 2.4.1 横向凸面
• 2.4.2 纵向凸面
• 2.4.3 凸面数影响
• 2.5 弧形加强板模态分析
• 2.5.1 纵向弧形板
• 2.5.2 全弧形板
• 2.6 附加阻尼板模态分析
• 2.7 本章小结
• 第三章 薄板振动声辐射
• 3.1 声固耦合有限元方程
• 3.1.1 声学流体基础
• 3.1.2 声固耦合方程
• 3.2 薄板振动辐射声场模拟
• 3.2.1 薄板结构及声场建模
• 3.2.2 谐响应声场模拟
• 3.3 薄板表面振速分布
• 3.3.1 薄板声场辐射理论推导
• 3.3.2 薄板表面振速分布
• 3.4 本章小结
• 第四章 车厢声学模态分析与耦合声场研究
• 4.1 汽车车身有限元建模研究
• 4.2 车厢声学模态
• 4.2.1 声学模态分析的有限元理论
• 4.2.2 无、有座椅空腔声学模态
• 4.3 耦合模态及耦合声场分析探讨
• 4.3.1 耦合模态分析研究
• 4.3.2 关于耦合声场的分析探讨
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文