卡车胎近场噪声实验及仿真研究

随着汽车速度的提高以及电动汽车的推广,轮胎噪声在交通噪声中越来越彰显出来。以胎面振动及号筒效应等效辐射面分析卡车胎近场噪声机理,并通过实验获得卡车胎近场噪声特性,由近场声压数据表明轮胎噪声有很强的指向性;利用声全息实验获得轮胎噪声低频噪声与速度的相关度要大于高频噪声,卡车胎噪声主要以振动噪声为主,并进行滚动轮胎噪声仿真与实验结果对比。结合近场声压与声全息技术能有效获得轮胎近场噪声特性,并为优化轮胎设计、降低轮胎噪声提供科学依据和有利支撑。

基于MLE的滚动轮胎冲击振动噪声仿真分析

提出一种滚动轮胎冲击振动噪声预测的新方法。轮胎滚动接触引发的噪声是道路交通的一个重要课题,引发广泛关注,目前尚没有有效的分析预测方法。提出新方法包括用混合拉格朗日—欧拉描述法(Mixed Logrange Euler Method,MLE)分析大变形滚动接触结构的速度场、加速度场和接触变形。通过欧拉网格和拉格朗日网格的信息传递,完成滚动结构动力学分析。通过将轮胎花纹和胎冠整体三维建模,可以得到连续轮胎表面的加速度场。以参考空间中连续表面的加速度场作为声源,采用声学有限元方法得到滚动噪声的分布预测。实验和仿真结果对比证明本方法的可靠和准确,也证明1 000 Hz以下轮胎的滚动噪声主要是花纹的冲击振动引起的噪声。提出的方法为预测分析轮胎的滚动噪声开辟一条可行的道路。

载货车轮胎近场噪声方向性的研究

载货车轮胎噪声在交通噪声中占有很大的比重,研究载货车轮胎声辐射特征,对轮胎降噪和优化具有重要的实际意义。本文中在分析载货车轮胎噪声的方向特性与发声机理的关系基础上,对5种花纹形式的载货车轮胎进行了近场声压试验,提出噪声圆度作为噪声方向性判定方法,探讨了不同花纹对轮胎噪声转折频率的影响规律,分析了轮胎噪声在不同频率和车速下的方向特征。结果表明,载货车轮胎噪声具有较强的方向性,胎侧声压比胎后声压约小10d B(A),低频区主要为振动噪声,方向性弱,高频区主要为气动噪声,方向性强;其转折频率明显受轮胎花纹的影响,但行驶速度基本上不影响噪声方向特性。

轮胎噪声研究进展

概述轮胎噪声机理、模拟仿真技术和测试方法。轮胎噪声机理可分为发声机理和增强及减弱机理,发声机理又可以宏观地分为机械振动机理和空气动力学机理;轮胎噪声模拟从简单数学化模型发展到有限元模型,以有限元模型为基础,辅之以精细的空气流体网格,通过结构和流体的耦合计算方法,进行振动噪声和空气动力噪声的仿真研究将会是未来噪声仿真技术的一个研究方向;轮胎噪声测试方法包括室外滑行法、室外拖车法和室内转鼓法。

轮胎噪声和滚动阻力标签数据的综述及分析

依据公开资料,通过搜集整理米其林、固特异、大陆、倍耐力、普利司通品牌的轿车轮胎和载重轮胎的噪声和滚动阻力标签数据,采用条形图对5个不同品牌轮胎的噪声等级和滚动阻力进行分析;采用数据透视图给出不同规格轮胎的噪声等级和滚动阻力级别,并分析不同规格区间轿车轮胎的噪声标签达标情况。分析结果表明:轮辋直径与轮胎噪声水平间无明显相关性;轮胎断面宽与其噪声水平呈正相关;轮胎高宽比与其滚动阻力呈正相关,但轮辋直径与轮胎滚动阻力呈负相关。载重轮胎的噪声水平与滚动阻力水平有一定程度的正相关性,但轿车轮胎的噪声水平与滚动阻力间的相关性并不显著。

花纹结构对轮胎滚动噪声影响的研究

本文中发展了混合拉格朗日-欧拉(MLE)方法以对重载子午线轮胎的冲击振动噪声进行仿真。结合室内近场噪声试验,建立了冲击振动噪声在轮胎滚动噪声中所占比重的分析方法。通过对3款不同花纹结构的轮胎进行冲击振动噪声和滚动噪声的对比分析,找出了轮胎冲击振动噪声在轮胎滚动噪声中所占比重与轮胎花纹主要结构参数的关系。结果表明,对于块状花纹重载子午线轮胎,冲击振动噪声是总滚动噪声的主要成分,可使用MLE方法进行噪声分析与改进。而对于混合花纹和条状花纹,冲击振动噪声所占比重较小。

C3轮胎通过噪声的试验研究

为达到利用轮胎室内试验部分取代室外试验的目的,针对不同花纹和结构的C3轮胎(载重轮胎),利用混合型室内噪声试验与室外通过噪声试验,分析了轮胎室内通过噪声与室外通过噪声的相关性。轮胎的室内噪声测试包括轮胎的近场噪声和远场噪声测试;室外通过噪声试验是利用滑行法在ISO 10844标准规定的路面上完成。试验结果表明,轮胎室内近场噪声与远场噪声数据的数量关系符合点声源的衰减规律,经过合理校正后的轮胎室内远场噪声与轮胎室外通过噪声值基本一致,即利用轮胎的室内近场噪声测试结果可以预判轮胎室外通过噪声值。

基于深度学习的轮胎花纹噪声预报方法研究

在进行大量不同花纹轮胎通过噪声试验基础上,利用图像识别和深度学习方法建立了轮胎花纹几何结构与轮胎通过噪声试验结果之间的数学模型,并采用该模型对新设计的轮胎花纹进行通过噪声预测。结果表明:以1 dB声压级为预测精度时,模型预测准确度达到83%;利用花纹图像识别和深度学习理论所建立的轮胎噪声预报数学模型方便可靠,而且随着试验数据的不断积累和算法的改进,基于该方法的预报模型精度会进一步提高。

基于频谱分析的全钢载重子午线轮胎花纹噪声优化

以全钢载重子午线轮胎为例进行花纹噪声优化。对待优化轮胎和对标轮胎进行通过噪声测试,基于轮胎噪声的频谱特性及Colormap图,分析发现待优化轮胎的噪声频谱中存在明显的噪声峰值。通过专业的理论和分析工具诊断出该峰值主要是由花纹节距设计及排列不佳引起,最后采用节距优化理论对待优化轮胎花纹节距进行优化设计和排列,通过噪声测试结果及频谱特性分析表明,优化后轮胎的噪声峰值得到消除,声压级达到对标轮胎水平,且其噪声频谱与对标轮胎在相同试验条件下更为接近,验证了频谱分析法在轮胎噪声源诊断以及噪声性能优化方面的重要作用。

商用车轮胎通过噪声与温度、速度和花纹关系的实验研究

基于所开发的商用车轮胎通过噪声测试平台,在ISO 10844路面上对不同花纹和规格商用车轮胎进行了室外通过噪声测试,研究商用车轮胎通过噪声与速度和温度的关系。基于轮胎花纹的不同分类进行噪声-速度、噪声-温度的相关性分析,结合理论与试验提出了不同花纹轮胎的噪声-速度、噪声-温度的计算式并加以应用。试验结果对理清商用车轮胎噪声机理、控制商用车轮胎通过噪声、优化花纹设计具有重要借鉴意义。

商用车子午线轮胎滚动噪声仿真研究

商用车产生的噪声对道路两侧的行人与住宅造成极大的危害.研究轮胎不同部位的噪声分布,对分析轮胎噪声的产生机理与控制车辆行驶噪声有非常重要的意义.本文利用Abaqus和LMS Virtual.Lab软件对商用车子午线轮胎进行动力学和声学仿真,通过混合拉格朗日-欧拉方法(MLE),将轮胎有限元动力学参量映射到声学有限元网格节点上,最后在自动匹配层技术(AML)基础上进行了轮胎振动噪声的有限元仿真,得到轮胎周围声场的噪声分布云图和频谱曲线.块状花纹载重子午线轮胎的仿真结果与试验结果吻合较好,通过MLE方法可以得出轮胎噪声声源主要位于轮胎接地点前/后部,而不是轮胎接地正中间.

花纹结构对载重轮胎噪声辐射的影响规律研究

花纹结构是影响载货车轮胎噪声辐射的重要因素之一。本文中选取3款典型花纹结构(横沟/纵沟/光面)载货车轮胎进行近场噪声试验,并对试验数据进行离散度和相关性分析,以探究轮胎接地前/后端的噪声差异。结果表明:纵沟/光面胎的噪声声压级与速度之间有比横沟胎较好的线性相关性,但花纹节距的合理设计与排列能显著改善中高速工况下横沟胎噪声声压级与速度之间的线性相关性;指向性噪声差值与横沟宽度呈负相关而与基面宽度呈正相关,纵沟条数对指向性噪声差值影响较小;横沟/纵沟/光面胎的指向性噪声差值分别为9.5、11和14 dB(A),3款花纹结构轮胎噪声指向性由强到弱的顺序为光面胎、纵沟胎、横沟胎;横/纵沟是造成接地后端噪声大于接地前端噪声的主要原因,横/纵沟胎接地前/后端噪声差值分别为-0.35、1.73 dB(A);光面结构是造成重型轮胎接地后端噪声小于接地前端噪声的主要原因,光面胎接地前/后端噪声差值为2.76 dB(A)。

TBR轮胎噪声近-远场点/线声源混合传播模型研究

TBR轮胎载重大、强度高、噪声大,对其噪声传播规律研究具有重要的工程应用价值。采用仿真与试验联合分析方法,基于理想点声源与线声源传播理论,考虑传播距离对轮胎噪声的衰减效应,构建了TBR轮胎噪声近-远场点/线声源混合传播模型。通过研究315/80R22.5型号TBR轮胎近-远场噪声传播规律,标定提出混合传播模型的关键参数,并将模型预测值与试验结果比较,表明:混合传播模型预测衰减值的最大差值为1.4 dB(A),平均差值为0.92 dB(A);在室外噪声测试距离范围内,该混合传播模型给出了轮胎正侧方向、不同测点上声压级的定量关系,可由近场噪声声压级预测远场噪声声压级;在轮胎正侧方向测点距离0~8 m内,测点高度在0~1.264 m内,等效测点距离相同时,测点高度对噪声声压级的影响较小。研究工作对低噪声轮胎设计研发、轮胎近-远场噪声传播规律研究和交通降噪具有参考价值。

载重子午线轮胎滚动振动噪声仿真技术研究

研究了一种预测轮胎滚动振动噪声的新方法,提出用混合的拉格朗日-欧拉方法来解决瞬时变动的拉格朗日网格上的振动信息向欧拉网格上映射的数据转化问题。首先进行带花纹轮胎的瞬态滚动计算,然后提取外表面的节点加速度,采用混合的拉格朗日-欧拉方法将节点加速度变换到欧拉网格上,将欧拉网格上的振动加速度导入LMS Virtual LAB声学软件进行振动噪声的仿真计算。仿真计算结果与试验结果的对比证明了仿真方法的合理性。