基于声灵敏度的车身拓扑优化

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1、第18卷第4期计算机辅助工程VoI_18No．42009年12月ComputerAidedEngineeringDec．2009文章编号：1006—0871(2009)04．0015．04基于声灵敏度的车身拓扑优化李亚娟，吴光强(同济大学汽车学院，上海201804)摘要：为探讨板件结构对车内噪声的影响，建立某商务车的白车身有限元模型，分析其模态和车身声灵敏度，确定对汽车低频振动和噪声影响较大的板件；结合变密度法在整车环境下对板件进行减振降噪的拓扑优化，根据拓扑优化结果对板件进行结构修改．优化后的车身声灵敏度曲线与原车身声灵敏度曲线相比，低频范围内的峰值都有不同程度的降低

2、，表明结合整车动态响应的汽车板件结构拓扑优化可以有效降低车内低频振动噪声．关键词：声灵敏度；拓扑优化；变密度法；减振降噪中图分类号：TB533；U463．82文献标志码：AT1opologyo,ptimizationofcarbodybased0nacoust-i-csensi‘UA●vi‘tAyLIYajuan．WUGuangqiang(CollegeofAutomotiveEng．，Ton~iUniv．，Shanghai201804，China)Abstract：Tostudytheinfluenceofpanelstructureoncarinteriornois

3、e，afiniteelementmodelofbody—in—whiteofabusinesscarisbuilt，themodeandtheacousticsensitivityareanalyzed，andthepanelswhichhavebiggerinfluenceonthelowfrequencyvibrationandnoiseofthecararedetermined．Withthevariabledensitymethod，thetopologyoptimizationofvibrationandnoisereductiononthepanelsisp

4、erformedunderthewholecarenvironmentofthecarandthestructureofthepanelsaremodifiedaccordingtotheoptimizedresults．ComparedwiththesensitivityCHIVesoftheoptimizedcarbodyandtheoriginalone，thepeakvaluesintherangeoflowfrequencyaredecreasedindifferentdegree．Soitindicatesthatlowfrequencyvibrationa

5、ndnoisecanbeeffectivelyreducedbytopologyoptimizationoncarpanelscombinedwiththedynamicresponseofthewholecar．Keywords：acousticsensitivity；topologyoptimization；variabledensitymethod；vibrationandnoisereduction噪声特性提出很高的要求，这就使得以改善汽车乘0引—口．一坐舒适性为目的的汽车NVH(Noise，Vibrationand随着汽车工业的发展和人们生活水平的提高，Har

6、shness)特性研究更为重要．同时，在汽车车身人们对汽车的乘坐舒适性、尤其是对汽车的振动和设计阶段就应该合理设计车身各部件以更好地控制收稿日期：2009-04—24修回日期：2009-06—12基金项目：国家高技术研究发展计划(“八六三”计划)(2007AA04Z132)作者简介：李亚娟(1985一)，女，江苏张家港人，硕士研究生，研究方向为汽车设计理论与方法，(E—mail)yajuan．1ee@gmail．corn；吴光强(1965一)，男，河北秦皇岛人，教授，博导，博士，研究方向为汽车先进设计与仿真，(E-mail)wuguangqiang@tongji．edu

7、．cn16计算机辅助工程2009丘汽车的振动噪声特性，提高汽车的乘坐舒适性以及表1白车身前6阶模态模拟计算结果市场竞争力．阶数固有频率／Hz模态振型传统的汽车噪声被动控制通过在车内增加阻尼119．O6后部扭转材料、在声灵敏度高的板块上添加集中质量和改变221．56前部扭转车身板件厚度等方法降低车内噪声j，但这些都无331．36顶棚局部模态法从结构上根本改善汽车的振动噪声特性．近20年432．471阶扭转来，由于结构拓扑优化理论研究以及相关软件开发533．6l1阶弯曲日臻成熟，使得在汽车车身设计阶段采用拓扑优化635．1O地板局部模态对关键