基于声子晶体及其缺陷态特性的车内降噪方法.pdf

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1、汽车工程2017年(第39卷)第5期AutomotiveEngineering2017(Vol.39)No.5doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2017.05.013∗基于声子晶体及其缺陷态特性的车内降噪方法左曙光,黄海东,吴旭东,倪天心,韦锡晋(同济大学新能源汽车工程中心,上海201804)[摘要]为了抑制车内中低频噪声,运用板件声学贡献法分析了车身顶棚不同区域板件的振动对车内噪声的贡献,在贡献较大的区域设计了具有双带隙和点缺陷的声子晶体结构。利用双振子声子晶体的双重局域共振带隙特性降低正贡献区域噪声,同时点缺陷带隙特性避免负贡献区振动的衰减。结果表明,设计的

2、声子晶体结构对降低车内噪声具有良好的效果。关键词:车内噪声;汽车顶棚;声子晶体;局域共振带隙InteriorNoiseReductionSchemeBasedonPhononCrystalandItsDefectCharacteristicsZuoShuguang,HuangHaidong,WuXudong,NiTianxin&WeiXijinCleanEnergyAutomotiveEngineeringCenter,TongjiUniversity,Shanghai201804[Abstract]Inordertoreducetheinteriornoiseofvehicleatm

3、edium-lowfrequencies,thecontributionsofvibrationsofpanelsinthedifferentareasofcarrooftotheinteriornoiseofvehicleareanalyzedbyusingpanela-cousticcontributionmethod,andintheareaswithlargeracousticcontribution,thephononcrystalstructureswithdualbandgapsandpointdefectsaredesigned.Thecharacteristicsof

4、duallocallyresonantbandgapsareconducivetothenoisereductioninpositivecontributionareaswhilethatofpointdefectshelpavoidvibrationattenuationinnegativecontributionareas.Theresultsshowthatthephononcrystalstructuresdesignedhavegoodeffectsonthere-ductionofinteriornoise.Keywords:interiornoise;carroof;ph

5、ononcrystal;locallyresonantbandgap的程度较小,这些技术很难从根本上解决低频噪声前言控制问题,因此中低频噪声仍是车内噪声控制的难点。文献[5]中将驾驶员右耳处噪声自功率谱和车随着汽车技术的发展和人们生活水平的提高,身顶棚所有测点振动加速度自功率谱平均值相比汽车的NVH(noise,vibrationandharshness)性能受较,发现100~400Hz内顶棚振动对车内噪声起主要[1-2]到越来越多的消费者和汽车制造商的重视。为作用,并调整车身顶棚结构以降低车内噪声。文献在竞争日趋激烈的汽车市场中生存,各大汽车制造[6]中通过工作变形分析函数模型确定在

6、这些噪声商无不加大对汽车NVH性能研究的投入。峰值频率点车身发生振动变形较大的位置,建立面从国内外现有的研究成果来看,在车内噪声控板声学贡献量分析模型来确定这些面板对车内噪声[3]制上通过减弱声源强度、改善车身的密封性和合水平的贡献程度。文献[7]中对基于压电陶瓷的车[4]理设计车身结构等方法对高频噪声控制起到了很身顶棚主动控制进行了系统研究。主动控制降噪方[7-9]好的作用,但由于中低频噪声在结构中随距离衰减法虽然对中低频噪声有较好的控制效果,但主∗国家自然科学基金(51305303)和同济大学青年英才计划(2014KJ069)资助。原稿收到日期为2016年6月1日,修改稿收到日期为

7、2016年8月12日。通信作者:吴旭东,博士,E-mail:wuxudong@tongji.edu.cn。·570·汽车工程2017年(第39卷)第5期动控制系统存在结构复杂、成本高和仅降低车内局部区域噪声等缺点,目前只在部分乘用车内使用。近年来声子晶体带隙理论的研究为这一问题的[10-12]解决提供了新的思路。声子晶体是具有弹性波带隙特性的周期性复合材料或结构。理论上,带隙频率范围内的弹性波在声子晶体中传播时,受其图2车身有限元模型内部周期结

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