声子晶体与轮边驱动电动汽车振动噪声控制

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1、·4·材料导报A：综述篇2011年8月(上)第25卷第8期声子晶体与轮边驱动电动汽车振动噪声控制马琮淦，左曙光，何吕昌，魏欢(同济大学汽车学院，上海201804)摘要声子晶体是一种具有弹性波带隙的周期性非均匀新型复合材料，带隙频率范围内的弹性波传播被抑制或被禁止。在介绍声子晶体概念、基本特征及带隙理论的基础上，阐述了声子晶体在振动与噪声控制领域的研究现状；对轮边驱动电动汽车振动噪声的产生机理、频域特性、声品质、现有车用减振降噪材料技术进行分析，得出现有车用减振降噪材料与轮边驱动电动汽车振动噪声的矛盾；最后结合声子晶体各种特性和该矛盾，对

2、声予晶体在电动汽车减振降噪方面的应用研究和挑战做了分析。关键词声子晶体弹性波带隙电动汽车振动噪声声品质中图分类号：TB535ThePhononicCrystalsandVibrationNoiseControlofElectricVehicleswithDirectWheelDriveSystemMAConggan，ZUOShuguang，HELuchang，WEIHuan(CollegeofAutomotiveEngineering，TongjiUniversity，Shanghai201804)AbstractPhononiccry

3、stalisanewkindofnon-uniformcompoundmaterialwithelasticvibrationbandgapswherethepropagationofvibrationisrestrainedorforbidden．Basedontheconcept，characteristicsandthebandgaptheoryofphononiccrystals，thecontrolofvibrationandnoisefieldisexpatiated．AccordingtOanalysisofthevibr

4、ationandnoisemechanism，frequency-domaincharacteristics，soundquality，currentlyexistingvibrationandnoisereductionmaterialsoftheelectricvehiclewithdirectwheeldrivesystem，thecontradictionsbetweencurrentlyexistingvibrationandnoisereductionmaterialsandthevibrationandnoiseofele

5、ctricautomobileareproposed．Finally，theprospectofphononiccrystalsapplicationandchallengesinthefieldofelectricautomobilevibrationandnoisereductionisforecas—ted．Keywordsphononiccrystals，elasticvibrationbandgap，electricvehicles，vibrationnoise，soundquality出了更高的要求。本文拟通过声子晶体理论与

6、轮边驱动电0引言动汽车噪声分析，为轮边驱动电动汽车减振降噪提供一种新声子晶体是一种具有弹性波带隙的周期性非均匀新型的思路与途径。复合材料，通过设计可以人为控制弹性波的传输。当弹性1声子晶体理论与特性波频率在声子晶体带隙范围内时，弹性波传播被抑制；当声子晶体的周期结构存在缺陷时，带隙频率范围内的弹性波将1．1声子晶体的理论研究体系被局限在缺陷处，或沿缺陷传播_2]。因此，声子晶体可以人声子晶体是由两种或两种以上弹性介质组成的具有周为控制弹性波的传播。声子晶体所具有的带隙_3]、缺陷态、期结构和弹性波带隙特性的声学功能材料。在声子晶体中，负

7、折射等特性，使其在减振降噪方面具有极大的理论价值和密度和弹性常数不同的材料按周期性复合在一起，相互不连应用前景]。通的材料称为散射体，连通为一体的材料称为基体。根据声将声子晶体应用于汽车减振降噪尚属起步阶段l8]。如子晶体基体与散射体在笛卡尔坐标系3个正交方向上的不陈源研究了周期性层状结构对车内噪声的影响，并以模拟车同周期排列方式，可以将声子晶体分为一维声子晶体、二维身为试验对象，验证了声子晶体带隙对车内低频噪声的控声子晶体、三维声子晶体。其中，一维声子晶体一般为杆状制口。。；沈礼等利用声子晶体的宽频带和高降噪量特点，降低或层状周期结构

8、，基体与散射体不能严格区分；二维声子晶刹车噪声[1。然而，轮边驱动电动汽车驱动形式的特殊性决体一般为柱状散射体材料中心轴线均平行于空间某一方向，定了其振动噪声特点有别于现有传统汽车，并且对声品质提并将其埋人