基于mscnastran结构声学耦合分析功能的车内乘员噪声水平分析

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1、基于MSC.Nastran结构声学耦合分析功能的车内乘员噪声水平分析AnalysisofoccupantnoiselevelbasedonMSC.Nastranstructural-acousticcoupleanalysisfunction李飞华晨汽车工程研究院【摘要】基于MSC.Nastran结构声学耦合分析功能，以车内乘员耳旁噪声水平为分析目标，考察某款车型发动机悬置和变速器悬置安装位置的垂直冲击输入和扭转振动输入，评估其对车内乘员耳旁噪声水平的贡献，从而为降低乘员耳旁噪声水平，提高乘员舒适性与车辆NVH品质提供优化方向Abs

2、tract:BasedonMSC.Nastranstructural-acousticscoupleanalysisfunction,averticalimpactandatorsionvibrationwereinputtedontheengineandtransmissionmountlocationofavehicle,theresponsenoisepressurelevelofoccupantsearswerestudiedtoevaluatethenoisecontributionofdifferentinputs.Th

3、iscanfindtheoptimizationdirectiontodecreasetheoccupants’earsnoiselevelandimprovethevehiclecomfortperformanceandNVHquality【关键字】MSC.Nastran，结构声学耦合分析，噪声，NVHKeywords:MSC.Nastran,Structural-acousticcoupleanalysis,Noise,NVH引言随着我国汽车工业的迅猛发展，汽车保有量的不断增加，人们对高品质高性能的轿车的需求越来越多。在满足高安

4、全、低油耗、经久耐用以及低费用保养的基础上，人们对轿车的驾乘平顺性能和乘坐舒适性能的要求也越来越严格。多数的消费者在驾驶汽车时，期望得到安静与平稳，以能够充分地享用车内语音通讯和车载音像娱乐系统，因此在购买汽车时非常在意汽车的振动与噪声性能。统计分析表明，汽车的振动与噪声性能和消费者对汽车的总体印象和评价直接相关。另一方面，随着汽车技术的不断推陈出新，各级供应商和整车厂之间的日益紧密合作，不同品牌的使用性能和安全性能的差别日趋缩小，相比之下，汽车的舒适性能常常成为区分汽车品牌好坏的重要因素。为了能吸引更多的消费者选购自己品牌的汽车，

5、汽车厂商在产品设计开发时非常重视降低产品的振动噪声水平，以提高车辆的乘坐舒适性能。目前，汽车振动噪声控制技术常用的方法有两种，一种是基于数值计算的方法，另一种是基于试验测试的方法，二者各有优缺。基于数值计算的方法通过仿真计算来模拟振动噪声特性，便于对结构进行修改，预测和优化，节约时间和成本，但其受限于模型建立的准确水平和计算的边界条件。试验测试方法对实际产品进行振动噪声测试，结果直观，数据准确，能直接反映车辆的NVH性能。但由于测试需要对实车进行测试，在产品的设计开发阶段，尤其是样车还没有生产出来时无法对产品的振动噪声性能进行测试，

6、因此试验方法无法在设计阶段对车辆的振动噪声性能进行控制。实际的产品开发中，常常需要将两种方法结合起来，共同控制产品的振动噪声水平。数值计算方法在对车辆噪声水平进行模拟计算时，根据计算频率的要求又可分为有限元法（FEA）和统计能量法（SEA）。有限元法主要是解决低频问题，低频问题的解是确定性的，而随着频率的增加，高频时，模态密度变得非常的密，解决高频问题时就需要统计能量分析。本文采用有限元法，使用MSC.Nastran的结构声学耦合分析功能，对某款车低频范围（10~200Hz）内发动机与变速器悬置位置的垂直振动输入和扭转振动输入进行考

7、察，分析其对车内乘员耳旁噪声水平的贡献，对噪声源进行识别，从而为降低噪声水平，提高乘员舒适性能提供优化方向。1结构声学耦合分析理论基础1.1多自由度动力学方程多质量系统的动力学方程MxCxKxF(1)式(1)中，M，C和K分别为多质量系统的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵；F为力向量。1.2声学方程1.2.1连续性方程ux(2)tx式(2)中：u为流体在x方向的速度，为流体的密度x1.2.2动力方程uPx(3)tx式(3)中：u为流体在x方向的速度，

8、P为流体的压力x1.2.3理想气体方程P(4)p001.2.4声学方程由式（2）的连续性方程、式（3）的动力学方程和式（4）的理想气体方程，可以得到一维声学方程22p1p(5)222xct推广的三维空