局部動態(tài)特性對于框架-板組合結(jié)構(gòu)振聲傳遞特性的影響機(jī)制研究.pdf

1、汽車車身結(jié)構(gòu)的主要部件可以分為基礎(chǔ)框架結(jié)構(gòu)、板結(jié)構(gòu)及相關(guān)附屬結(jié)構(gòu)，這些主要部件均可被視為由簡單梁板子結(jié)構(gòu)通過不同的連接方式組合而成，其中，基礎(chǔ)框架與板結(jié)構(gòu)是車身振動能量及低頻噪聲傳遞的重要路徑。為了深入掌握實(shí)際復(fù)雜車體結(jié)構(gòu)低頻段振動噪聲特性，本項研究依據(jù)白車身結(jié)構(gòu)的振聲傳遞機(jī)理，圍繞局部特性參數(shù)對于框架-板組合結(jié)構(gòu)整體振聲特性的影響機(jī)制，開展了綜合性的基于模態(tài)疊加方法的理論分析、基于有限元方法的仿真計算和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)測試研究。
　　

2、本文首先詳細(xì)總結(jié)了彈性體彎曲振動及聲輻射分析理論、簡單組合結(jié)構(gòu)的功率流傳遞理論和基于模態(tài)疊加方法的聲固耦合特性理論，并依據(jù)經(jīng)典理論計算了矩形薄板的振聲響應(yīng)，通過比較理論解析結(jié)果和有限元計算結(jié)果，驗(yàn)證了數(shù)例模型的正確性和有限元仿真的有效性。上述內(nèi)容是本項研究分析框架-板組合結(jié)構(gòu)及各子系統(tǒng)振聲特性關(guān)鍵影響參數(shù)的理論基礎(chǔ)。
　　根據(jù)梁板結(jié)構(gòu)的模態(tài)疊加理論，本文深入探討分析了局部特性改變（局部質(zhì)量和聲腔體耦合特性）對于矩形薄板振聲特性的影

3、響機(jī)理，通過解析方法計算了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性和聲輻射特性，并通過有限元振聲計算軟件及實(shí)驗(yàn)測試予以驗(yàn)證。理論及實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明:相比于局部質(zhì)量的位置變化，薄板結(jié)構(gòu)低階模態(tài)的振動和聲輻射特性對局部質(zhì)量大小的變化更為敏感，同時，與薄板結(jié)構(gòu)耦合的聲腔體尺寸越小，聲固耦合的作用越顯著。
　　以此為基礎(chǔ)，本研究引入具有低模態(tài)密度特征的框架子結(jié)構(gòu)，并建立了框架-板組合結(jié)構(gòu)模型，通過有限元數(shù)值仿真的分析方法深入研究分析框架子結(jié)構(gòu)、板子結(jié)構(gòu)及其連接

4、方式等局部特性參數(shù)變化對于組合模型的整體動力學(xué)特性的影響，并對于部分關(guān)鍵影響參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。研究結(jié)果表明:板子結(jié)構(gòu)及與框架上邊框剛度變化對組合模型動力學(xué)特性影響最顯著。
　　在組合結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性分析的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步探究對于組合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)聲傳遞特性與各子系統(tǒng)間的影響關(guān)系，本文以框架結(jié)構(gòu)作為激勵源輸入結(jié)構(gòu)，薄板結(jié)構(gòu)作為振動能量接收結(jié)構(gòu)和主要噪聲輻射源結(jié)構(gòu)，根據(jù)導(dǎo)納功率流理論和有限元仿真計算，并輔以實(shí)驗(yàn)測試方法，對比分析了局部特

5、性對于框架處的輸入功率流和板的振動能量響應(yīng)（傳遞功率）的影響特性。研究表明:框架式筋板組合結(jié)構(gòu)的功率流特性主要取決于框架結(jié)構(gòu)，與之固聯(lián)的板類結(jié)構(gòu)起到振動修正的作用，且（加筋）板結(jié)構(gòu)剛度越大，兩者耦合作用越強(qiáng)，修正作用越明顯。
　　本項研究為框架-板組合結(jié)構(gòu)振聲特性分析提供了一套較為完整的分析計算框架，部分研究成果將直接有助于理解和掌握實(shí)際復(fù)雜車體結(jié)構(gòu)在工作過程中的振動噪聲現(xiàn)象，并為汽車NVH優(yōu)化與控制措施的提出提供有力的理論借鑒。