声腔模态与结构模态耦合-汽车车身噪声振动控制成果

封闭的车内空气和车身板是连在一起的。车身板的振动激励声腔，使空气扰动，声压变化。与此同时，空气的运动也会作用到车身板上，激励起板的振动。因此声腔和车身板之间相互作用，即流体和固体之间相互作用。流体和结构之间的耦合关系可以用一个耦合矩阵R来表示。

板结构施加在流体上的力表示为

式中，U为板结构的振动位移； 为加速度。

流体作用在板结构上的力表示为

式中，P为声腔的声压。

如果将车身板的振动输入加到声腔上，式（3-25）就变成

板结构受到的激励包括来自发动机、底盘等系统的外界激励（F_s），以及声腔施加的力（F f）。板结构振动的动力学方程表示为(www.xing528.com)

将式（3-30）和式（3-31）写成一个矩阵方程组，得到

声腔与车身板的耦合分析主要是计算车身板振动对声腔的影响。板与声腔的耦合分析应用有三方面：

第一方面是找到声腔声压变化的特征。板振动推动了声腔运动，使声腔的声压发生变化，这种变化是分析车内噪声的基础。

第二方面的应用是分析产生轰鸣声的板结构。当板的振动频率与声腔频率一致时，产生了车内轰鸣，所以找到具体产生共振的板是控制轰鸣的前提，并通过改进板的结构来避开声腔模态频率。

第三方面的应用是进行板的贡献源分析，即分析众多车身板中，每个板对车内声压的贡献。分析每块板对车内噪声的频率和大小的贡献，从而找到主要贡献源，通过改进结构来降低车内辐射声。