结构声腔耦合系统的振型耦合特性分析及应用

推导并验证了带-柔性壁面的矩形刚性腔体结构的内部声压表达公式和一种振型耦合系数的有限元计算新方法。深入分析了振型耦合系数的特点,发现影响振型耦合系数的主要因素是结构声腔在耦合面上的振型相似程度和复杂程度,它们进而影响结构声腔振型耦合的强弱。本文基于振型耦合系数的特点,成功控制了某轿车车内噪声,使得驾驶员右耳测点噪声降低5dB,为轿车车身低噪声设计提供了一种有效可行的新方法。

结构声腔耦合系统振型耦合机理在车内噪声控制中的应用(英文)

研究了乘用车结构声腔耦合系统的振型耦合机理,并介绍了其在车内噪声控制中的应用。建立了结构声腔耦合系统并进行了试验验证。计算车内噪声传函,发现50Hz处有一明显峰值。为分析该峰值产生的原因,采用数值方法计算了耦合系统的振型耦合系数(MSCC),发现该峰值主要是由于第1阶声腔模态和第15阶结构模态耦合产生的。基于上述分析,通过车身结构修改,降低了振型耦合系数,最终车内噪声传递在50Hz处取得了5dB的降噪效果。

结构声腔耦合系统频率耦合机理探讨

给出结构和声腔耦合系统的振型耦合特点,选择几阶典型结构声腔模态,计算分析耦合系统固有频率的分布特性;分析论证耦合系统固有频率的主导特性判断准则;基于该准则深入分析耦合系统固有频率的主导特性,从而揭示结构声腔的频率耦合机理。

结构声腔耦合系统的振型耦合机理研究(英文)

轿车车内200Hz以下的低频噪声非常恼人,它主要是由结构振动引起的,所以研究结构声腔的耦合机理非常重要。而结构声腔的耦合主要包括振型耦合以及频率耦合两个方面,其中振型耦合可用振型耦合系数描述。首先基于腔内声压计算公式,获得了仅适用于规则结构或者声腔的振型耦合系数的解析计算公式。而对于不规则对象,推导并验证了一种振型耦合系数的新的数值计算方法。然后重点分析了某简单结构声腔耦合系统的振型耦合系数特征,发现结构声腔的振型相似系数和振型复杂系数是影响振型耦合系数的关键,振型相似系数越高、振型复杂系数越低,则振型耦合系数越大、结构声腔耦合程度越强,这就是某简单结构声腔耦合系统的振型耦合机理。

车身低噪声设计新方法

为降低车内低频噪声而改进车身结构时,现有方法往往需要较长周期,因此研究一种可快速、准确定位车身结构薄弱处,以及明确车身结构刚度调整方向的车身低噪声设计新方法。将一般腔体结构的内部声场计算公式分解为5个部分,并讨论这5个部分的特点,确定进行声压响应幅度判定参数研究时,采用的6种关键组合。以含一个弹性面的刚性长方体结构声腔耦合系统为对象,讨论6种关键组合的关系;分析发现振型耦合系数、频率重叠系数、结构振型在激励点处分量等三者的乘积能够完全体现声压响应信息,可作为声压响应幅度判定参数。详细分析声压响应幅度判定参数的特点,可满足预期研究目标;基于该参数,提出一种车身结构低噪声设计的新方法。利用该新方法,对某轿车车内低频噪声进行优化,进一步的频率响应计算结果表明,车身结构优化后驾驶员测点声压级平均降低3 dB,最大降低10 dB。

轿车车内低频噪声的判定参数探讨

首先针对含一个弹性面的刚性长方体简单耦合系统,运用有限元法分别计算决定其腔内声压响应的4个关键参数和声压响应幅度的判定参数,并与解析式直接计算的结果进行对比。结果表明,有限元法计算精度较高,与解析法计算结果吻合很好。然后分别利用判定参数和频率响应分析两种方法,计算某型轿车车内声压响应,发现两种计算结果趋势有较好的一致性,说明从简单耦合系统确定的声压响应幅度判定参数也适用于车内声压响应的分析,精度满足要求,可用于快速预测和控制车内噪声,为设计阶段的轿车车内低频噪声优化设计提供新思路。