第二章介绍了车身整体结构的振动与控制。本章将阐述车身局部结构的振动、声辐射及其控制。本书将车身的局部结构分成四大类:板结构、声腔结构、附件结构和次梁结构,如图3-1所示。局部结构有局部模态,产生振动和噪声。下面简单地描述这四种局部模态。
1.板结构
车身除了主要的梁和立柱结构外,剩下的部分主要由各种板结构组成。板通过焊接或者其他连接方式与梁相连而形成封闭的车身。板结构包括固定的板结构和活动的板结构。固定的板结构有:前壁板、顶棚、地板、侧围板、轮毂包、置物板等;活动的板结构包括车门、发动机舱盖板、行李箱盖板等。
这些板结构是车身振动和噪声的主要贡献源,都有自身的模态。它们的模态称为板结构局部模态。
2.声腔结构
车内空气形成的固定空间被称为车内声腔。对于三厢车来说,还有一个行李箱,因此除了车内声腔外,还有一个行李箱声腔。与固体结构模态一样,声腔也有自身的模态,被称为声腔模态。图3-2显示了一辆轿车的车内声腔。
图3-1 车身局部结构分类
图3-2 车内声腔(www.xing528.com)
车身内部的空气在外界激励下会运动并产生声腔共振,而声腔运动通常与车身的局部结构有关,因此将声腔模态列入车身局部模态范畴。
3.附件结构
车身上安装着许多附件,如转向系统、仪表台板、内后视镜、外后视镜、油箱、备用胎、天线等。有的附件是由许多零部件组成的,如外后视镜由壳体、镜子、电动机等组成;转向系统由转向柱、转向横梁等部件组成。
这些系统都有各自的功能,有自身的模态,将之称为车身附件模态。有些附件模态会随着外界条件的变化而变化,比如油箱模态与油量的多少有关,备胎模态与备胎的质量和固定方式有关。附件模态是车身局部模态的一种。
4.次梁结构
纵梁、横梁和立柱是车身上的主梁结构,决定了车身整体模态。除了主梁外,车身上还有一些结构稍弱的梁结构,如保险杠、防撞梁、支撑梁等,如图3-3所示。这些梁不承载发动机和路面等主要激励源的载荷,相对主梁而言,它们对车身的振动与噪声影响小些,因此,将之称为“次梁”结构。
次梁结构有自身的模态,是车身局部模态的一部分。这些模态被称为次梁模态,比如前端冷却模块支撑梁模态、保险杠模态、顶棚支撑梁模态等。次梁模态也会给车身带来噪声与振动问题。
图3-3 车身上的次梁结构
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