基于声振模态分析的车身顶棚声学舒适性改进_周贤勇

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1、制造中国科技信息2009年第6期CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATIONMar.2009算，在兼顾求解精度和效率的前提下，确基于声振模态分析的定单元尺度控制在60mm左右较为适宜。车身顶棚声学舒适性改进周贤勇1丁渭平2王昊涵3杨明亮2李允2图1车身实体构造1.万向集团技术中心311215依据上述有限元模型求解顶棚结构、2.西南交通大学汽车工程研究所610031车内声场及其耦合模态，并将200Hz以下3.四川航天职业技术学院610100的模态频率列于表1之中。可见，耦合与非耦合模态频率之间形成了如下2种类型的摘要计的重要基础。因此，这里从车

2、身顶棚及对应关系：为了改善车辆的声学舒适性，运用有限元法其内部声场的模态分析入手，并在明确车（1）耦合模态频率与非耦合的结构模的声振分析技术，在NASTRAN/SYSNOISE软件平辆声学舒适性改进判据的前提下，提出一态频率相对应。具体分别体现在耦合模态台上针对具体车型进行了车身顶棚结构模态、种针对车身顶棚声学舒适性改进设计的简的第3、6、7阶频率与顶棚结构非耦合模态车内空间声场模态以及结构/声场的耦合模捷处理方法，旨在填补应用领域的技术空的第1、2、3阶频率之间；态分析。以此为依据，在对车辆声学舒适性相白。（2）耦合模态频率与非耦合的声场模对敏感的低频范围（20～20

3、0Hz）内，揭示了1、结构、声场及其耦合模态分态频率相对应。具体分别体现在耦合模态耦合模态与结构、声场的非耦合模态间的对应关系。另一方面，立足于工程实际，确定以析的第1、2、4、5、8、9阶频率与车内声场加强筋的适当修改作为顶棚结构改进的可行研究表明，车内20～200Hz的低频噪非耦合模态的第1、2、3、4、6、5、6阶频方式。并综合考虑耦合模态频率与振型对车率之间。声对于乘坐舒适性的影响尤为显著，而车辆声学舒适性的影响，明确了声学舒适性改值得注意的是，这里出现了所谓的“频辆行驶过程中的车身壁板结构振动与车内进的评判原则。进一步，提出了顶棚结构改进率分离”现象。即原本非

4、耦合的结构与声场低频噪声之间更具密切联系。并且，作为具的具体实施方案，并对其改进效果进行预估，模态频率之间有一些十分接近，然而其相由此说明了所提方案的有效性。有弹性薄壁的腔体，车身壁板结构振动与应的耦合模态频率之间却产生了较大差距。其内部声场之间形成复杂的耦合关系。另具体体现在表1中序号为7、8的耦合与非一方面，相对于车门、车窗、风挡玻璃、立引言柱、车地板等车身结构的其他主要组成部耦合模态频率之间。事实上，频率分离现象随着人们环境意识的不断提高，车辆分，车身顶棚的整体刚度明显较低，加之其是耦合系统特性分析的特点之一。这一乘坐的声学舒适性越来越受到重视，并已覆盖乘员头部并

5、接近耳畔位置的几何形态现象的出现，有力地说明了上述模态分析成为新车型设计开发中必须考虑的整车性与布置特点，使其自然地成为分析与设计的确能够较为正确地揭示出问题的本质。能指标之一，而车身结构的声振特性则相中关注的焦点。因此，这里针对车身结构声另一方面，需要对直接影响声学舒适应成为必须考虑的设计影响因素。其中，顶振特性的研究，即专注于低频范围内的顶性的车内声场模态振型给予重点关注。这棚是车身上相当重要的振动发声元件，既棚结构模态及其相关的车内空间声场模态里，按照耦合与非耦合模态间的频率对应是噪声信号的发生器，也是振动激励信号以及结构/声场耦合模态的计算与分析。关系对其振型加

6、以比较，如图3所示（限的滤波系统。因此，对车身顶棚的声学舒适具体地，针对某型轿车，依托图1所示于篇幅，此处只给出了部分结果）。可性设计与改进成为当前汽车工程领域关注的车身实体构造在NASTRAN/SYSNOISE见，频率对应的耦合模态振型与非耦合模的新问题。软件平台上建立其顶棚结构和车内空间声态振型极为接近。进一步，还可依据振型然而，由于问题的复杂性，迄今为场的有限元分析模型，如图2所示。其中，节线位置（零声压位置）判断其对声学舒止针对顶棚结构的声学舒适性设计与改顶棚结构的位移边界条件设定为周边固定适性是否有利。显然，所谓“有利振进，尚停留在“基于经验判断的试验摸约束，

7、而空间声场的边界条件则分为二种型”，其节线应处于车内乘员的耳畔附索”的水平上。实践中，技术人员往往情形：其一，在进行非耦合分析时，各界面近。由此判断，图3(a)即为对前排乘员难以把握解决问题的关键所在，致使相关均设为刚性壁；其二，在进行耦合分析时，的有利振型，但对后排而言则为不利振型。的设计开发工作陷入困境。为改变这种被顶棚界面设为弹性壁，其余为刚性壁。该顶2、顶棚结构的声学舒适性改进动局面，工程领域迫切需要相应的指导原棚为空间板壳结构，并具有三条宽度为2.1改进方式及原则则和可操作的技术手段。在这方面，模态50mm、高度为15mm的加强