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汽车车身上应用的统计能量分析

时间:2023-08-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:统计能量分析基本上是基于现有的商业软件进行。图4-82 车身SEA结构子系统模型(见彩插)声腔模型分为车身内模型和外模型。统计能量分析在车身上的应用主要有两方面:计算车内的声压和车身声学包装分析。用SEA方法还可以预测系统上安装不同部件、不同材料或不同结构的隔声量,从而进行优化分析。

汽车车身上应用的统计能量分析

统计能量分析基本上是基于现有的商业软件进行。用商业软件,可以进行整个车身的声学分析,也可以计算系统和部件的隔声量。

1.车身声学分析

用统计能量法分析车身的振动和噪声问题时,需要建立车身的结构子系统和声腔子系统模型。商业软件都具备建立SEA模型的功能。

车身结构子系统单元主要是平板、单曲率板以及双曲率板等单元。结构子系统模型是由CAD数据或有限元模型转换而得到。图4-82为某车型SEA结构子系统模型,其结构的材料和几何参数可以由有限元模型直接转换得到。

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图4-82 车身SEA结构子系统模型(见彩插)

声腔模型分为车身内模型和外模型。车身外声腔模型(图4-83a)主要是输入声压,构成对车身的输入。车身内声腔模型(图4-83b)用于计算车内声压响应。内声腔包括乘员舱声腔、车门声腔以及A、B和C柱的声腔。

建立了子系统模型后,再输入损耗因子、内饰材料几何和物理参数,然后输入外界激励,包括振动和压力等激励。这样,就可以在软件中进行统计能量计算。

统计能量分析在车身上的应用主要有两方面:计算车内的声压和车身声学包装分析。车身的SEA模型建立之后,就将声压施加在车身表面。声压的获取可以来自试验,如图4-81所示那样,也可以来自CFD的流场计算。施加了外部激励后,就可以得到车内的声压。图4-84所示为某车以100km/h的速度行驶时车内噪声的测量值与SEA预测值的比较。在500Hz以下,预测值与测试值相差5~10dB。超过500Hz以后,预测值与测量值非常接近。SEA对中高频噪声的预测是非常有用的。

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图4-83 车身外场声腔模型和内声腔模型(见彩插)(www.xing528.com)

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图4-84 用SEA方法预测车内噪声与测试值的比较

2.系统和部件隔声量分析

统计能量法可以用来预测和比较系统和部件的隔声量,比如前壁板、车门等。与整车车身一样,需要建立系统或部件的结构子模型和声腔子模型。另外,还需要建立混响室和消声室模型,将系统或部件模型置于它们之间。

图4-85所示为一个前壁板的SEA模型。将前壁板置于发动机舱和乘员舱之间,发动机舱为声源室,乘员舱为接收室。声源室模拟混响室,接收室模拟消声室。类似于测试过程,通过SEA分析,就可以得到前壁板的隔声量。

图4-86是某车前壁板隔声量的SEA计算值与测试值的比较。可以看出在300Hz以上,这两条曲线非常接近。用SEA方法还可以预测系统上安装不同部件、不同材料或不同结构的隔声量,从而进行优化分析。前壁板上的线束和管道过孔对隔声量的影响比较大,定量的影响就可以用SEA方法来分析。也可以计算前壁板开孔的隔声量。如图4-86所示,开了一个小孔后,高频部分的隔声量降低了8dB。

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图4-85 前壁板的结构模型和声腔模型(见彩插)

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图4-86 前壁板隔声量SEA计算值与测试值的比较

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