車身噪聲傳遞函數(shù)的全局靈敏度分析及穩(wěn)健優(yōu)化設計.pdf

1、隨著人們對乘坐舒適性要求的不斷提高，汽車NVH性能的研究正蓬勃發(fā)展。作為汽車NVH性能的重要指標，車身噪聲傳遞函數(shù)反映的是車身結構與內部空腔間的聲學特性，它能夠在車身設計階段就通過聲同耦合分析準確預估，從而盡早發(fā)現(xiàn)和修正潛在的設計問題，為車內噪聲預估和控制提供依據(jù)。因此，在汽車工程領域對車身噪聲傳遞函數(shù)的研究工作越來越受到設計師的重視。
　　 本文以某型轎車為例，在建立汽車車身聲固耦合模型的基礎上，計算出從懸置點到駕駛員右耳處的

2、車身噪聲傳遞函數(shù)，并建立了基于響應面法的結構聲學模型，在采用Sobol'法對車身噪聲傳遞函數(shù)進行全局靈敏度分析后，將靈敏度分析甄別出的參數(shù)用于車身噪聲傳遞函數(shù)的6σ穩(wěn)健優(yōu)化設計中。
　　 論文主要研究工作如下：
　　 (1)建立了某型轎車車身結構和車內聲腔的有限元模型，并對車身結構進行了模態(tài)分析。為了更直觀了解車內噪聲水平，在建立聲固耦合系統(tǒng)的基礎上，通過施加單位簡諧激勵，得到了由車身前懸架左側彈簧處到駕駛員右耳旁的噪聲

3、傳遞函數(shù)，確定了聲壓峰值及相應頻率。
　　 (2)針對采用精確有限元模型分析時間長、計算效率低的問題，通過拉丁超立方采樣，采用最小二乘擬合方法建立了駕駛員耳旁噪聲聲壓級均方根值和車身--階固有頻率的二階多項式響應面模型，并對所得到的近似模型采用相對誤差曲線、復相關系數(shù)及修正的復相關系數(shù)以及F假設檢驗三種方法進行了誤差檢驗，驗證了近似模型的準確性。最后將多項式響應面模型成功運用于后續(xù)的全局靈敏度分析和穩(wěn)健優(yōu)化設計中，有效降低了計算

4、工作量。
　　 (3)針對局部靈敏度分析方法不能考慮參數(shù)的概率分布、不能適用參數(shù)大范圍變化及分析各參數(shù)之間交互作用等局限，將Sobol'全局靈敏度分析法引入到汽車噪聲傳遞函數(shù)的靈敏度分析中。在合理定義參數(shù)分布情況的前提下，對某型轎車的車身噪聲傳遞函數(shù)進行基于Sobol'法的全局靈敏度分析，得到了各參數(shù)的一階及總體全局靈敏度系數(shù)，有效甄別出了對駕駛員耳旁聲壓影響較大或交互作用明顯的板件，為后續(xù)優(yōu)化工作提供了有效指導。
　　

5、 (4)針對傳統(tǒng)確定性優(yōu)化方法不能考慮參數(shù)不確定因素的問題，為了提高設計穩(wěn)健性，提出了基于6σ的車身噪聲傳遞函數(shù)穩(wěn)健優(yōu)化設計方法。該方法能夠考慮設計變量、約束條件和目標函數(shù)的不確定性信息，不僅能優(yōu)化目標函數(shù)、提高系統(tǒng)可靠性要求，還能夠使系統(tǒng)響應均方差最小化。以全局靈敏度分析甄別出的板件為優(yōu)化設計變量，以車身總質量和一階模態(tài)頻率為約束條件，駕駛員耳旁聲壓級響應均方根值為目標函數(shù)，在基本隨機變量概率特性已知的情況下，對車身噪聲傳遞函數(shù)進行了