轿车轮胎花纹节距噪声预报模型与优化设计

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1、轿车轮胎花纹节距噪声预报模型与优化设计(申请清华大学工程硕士专业学位论文)培养单位：汽车工程系工程领域：车辆工程申请人：冯启章指导教师：危银涛研究员联合指导教师：金石男高级工程师二○一五年五月PassengerCarTirePatternandPitchNoisePredictiveModelandOptimizedDesignThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementfortheprofessionaldegreeofMasterofEngineeringbyFengQizhang(Vehi

2、cleEngineering)ThesisSupervisor:ProfessorWeiYintaoAssociateSupervisor:Dr.KimSeokNamMay,2015摘要摘要近年来，轮胎的噪声问题得到越来越多的关注。欧洲等发达国家纷纷制定相应的噪声法规，限制轮胎的噪声。进行轮胎噪声技术研究具有重要的意义，行业对轮胎噪声的相关研究也有迫切需求。本文基于前人工作基础之上，针对轮胎花纹的泵浦噪声和节距噪声开展研究。主要工作如下：（1）为了研究轮胎花纹泵浦噪声的发声过程，本文设计了一系列详细的轮胎室内噪声基础实验。从实验结果中探寻发声规律，总结了花纹横沟和花纹纵沟在轮胎噪声发声过程中

3、的作用。（2）根据所研究的噪声发声规律，提出了一种轮胎花纹泵浦噪声预报半经验模型。该模型考虑了花纹设计参数，如花纹横沟的宽度，角度，走向，与纵沟的连通程度等。并考虑了花纹纵沟出口与地面，轮胎胎面所形成的喇叭口效应。模型中还考虑了轮胎接地印痕形状的影响。最后将噪声预报结果与实验结果进行了对比，表明了该模型的有效性与实用性。（3）基于该半经验模型，本文还提出了花纹块错动优化方法和模具错动优化方法，来辅助花纹设计工作。（4）花纹是由节距组成，节距噪声是轮胎噪声的重要组成部分。最直接有效的降低噪声的方法即是改变节距排列方式。如何在海量的节距排列方式中，寻找噪声性能好的节距排列是一个难题。本文利用傅里

4、叶变换，卷积积分等方法，提出了一种节距排列性能评估方法。并用演化算法寻找噪声低的排列。本文提出的半经验模型，花纹优化方法，节距排列优化方法，对于低噪声花纹的设计开发工作具有一定的指导作用。关键词：花纹泵浦噪声；半经验模型；花纹块错动；模具错动；节距排列IAbstractAbstractInrecentyears,peoplepaymoreandmoreattentiononnoisepollutionwhentherearemoreandmorecarsincity.Europeandotherdevelopedcountriesformulatenoiseregulations,sucha

5、sEU-labeling,tolimitthenoiseleveloftire.TireswillnotbeallowedsoldontheEUmarketiftheycannotreachregulatoryrequirements.It’sanurgentresearchtasktodeveloplow-noisetiretechnologyforthedomestictiremanufacturers.Basedonthepreviouswork,thisresearchpayattentiononair-pumpingnoiseandpitchnoiseoftirepattern.A

6、seriesdetailedtireindoornoiseexperimentsaredesignedtostudytheprocessofair-pumpingnoise.Atiretreadpatternair-pumpingnoisepredictionsemi-empiricalmodelisproposedaccordingtothestudyoflawandaudiblenoise.Thepatternparameterssuchasthetransversegroovewidth,angle,direction,andconnectivitytoverticalgroovear

7、econsideredinthismodel.Thesemi-empiricalmodelalsoconsidersthehorneffectandthecontactpatchshape.Thesimulatedresultswascomparedtothetestresult.Thecomparisonresultsdemonstratethatthesemi-empiricalmodeliseffect