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轮胎_路面噪声的有限元分析

轮胎_路面噪声的有限元分析
轮胎_路面噪声的有限元分析

第2卷 第12期环境工程学报

V o.l 2,N o.12

2008年12月

Ch i n ese Jour nal of Env iron m enta lEng ineeri n g

D ec .2008

轮胎/路面噪声的有限元分析

张丽宏 黄晓明

(东南大学交通学院,南京210096)

摘 要 为了研究轮胎/路面的噪声受路面参数的影响,首先对噪声产生机理进行分析,在此基础上运用有限元模拟轮胎/路面噪声,分析影响噪声的路面参数,主要考虑孔隙率、构造深度、路面厚度和路面弹性模量对噪声的影响,结果表明:孔隙率对噪声的影响最大且存在一个最佳值;随构造深度增大降噪效果趋于稳定;路面厚度对噪声的影响也是随厚度增大而趋于稳定;路面的弹性模量对噪声几乎没有影响。

关键词 道路工程 轮胎/路面噪声 有限元分析 路面参数

中图分类号 X707 文献标识码 A 文章编号 1673-9108(2008)12-1695-03

Fi nite ele m ent analysis of tire /pave m ent no ise

Zhang L i h ong H uang X iao m ing

(School ofT ran s port ati on,Sou t heast Un i versit y ,Nan ji ng 210096)

Abst ract The m echanis m o f tire /pave m ent no ise w as analysed first o f al,l then fi n ity ele m ent w as used to si m ulate the no ise in o r der to st u dy tire /pave m ent noise .The m a i n pave m ent factors i n clude po r osity ,depth of texture ,depth of pave m en t and young .s modulus .The corre lation bet w een no ise and pave m ent factors w as d is -played .The result show ed t h at the po r osity w as the m ost i m portan t factor a m ong the pave m ent factors ,and it had a opti m al va l u e .The e ffect curve leve l e d o ffw hen depth of texture and depth of pave m ent reached the critica lva-l ue .The young .s modu l u s did not a ffect the no ise .

K ey w ords road engineeri n g ;tire /pave m ent no ise ;fi n ity ele m ent ana l y sis ;pave m ent factor 收稿日期:2008-04-16;修订日期:2008-06-12

作者简介:张丽宏(1984~),女,硕士研究生,研究方向:道路结构和

功能。E-m ai:l zhangli hong050@s i na .co m

20世纪70年代,噪声污染已被称为世界第三大公害[1]

。在各种噪声中,交通噪声是主要的噪声,而且是对人们影响最大的噪声。而且随着公路交通事业的迅速发展,高等级公路在我国公路里程中所占的比例逐年提高。由于高等级公路车流量大、车速高,产生的交通噪声对沿线居民的生活、休息环境和沿线学校教学的干扰日益严重。研究表明,道路交通运输车辆产生的噪声占总交通运输噪声的80%左右,匀速行驶时,轮胎噪声大约占车辆

行驶噪声的80%[2]

,因此对轮胎/路面噪声的研究对道路设计具有重要的指导意义。

1 轮胎/路面噪声产生机理

轮胎/路面噪声按照引发噪声的基本机理可以

归结为:(1)固体的振动导致声能的产生和辐射,称之为结构(振动)噪声;(2)由湍流和非定常流诱导的压力波动引起的称之为气动声。除此之外还有一些其他噪声如摩擦噪声、水膜引起噪声和道路激振噪声等,但在这些噪声中,大部分噪声都很小,且被其他噪声所屏蔽,因此可以忽略不计,只要考虑对噪

声贡献最大的2种噪声:气压噪声和振动噪声。111 气压噪声

当轮胎在路面上滚动时,与路面接触的轮胎部位被压缩变形,轮胎花纹内空气也随之被挤压,被迫排出形成局部不稳定空气流。同时当轮胎通过路面上的不连通小孔时,孔隙内会形成压强较大的气团。当轮胎离开接触面时,受压缩的轮胎花纹舒展并使空腔容积突然增大而形成一定的真空度,大气中的空气被吸入。这种/空气泵吸0的作用,导致了汽车行驶过程中产生出一种喷射噪声,即由于气流从管口以高速(介于声速与亚声速之间)喷射,造成周围气体的剧烈振动产生的噪声,我们称之为轮胎与路

面间的气压噪声[1]

。实验证实了气压噪声是汽车行驶,特别是高速行驶时噪声的主要来源。112 振动噪声

当轮胎在路面上滚动时,不连续的胎面花纹块

环境工程学报第2卷

撞击路面产生撞击噪声。由2个过程组成:其一是在接地区前、后端胎面元素垂直分速度的突然减小和增大,引起的加速度噪声;二是撞击引起的胎体振动噪声。

2 路面降噪原理

低噪声路面按沥青混凝土结构,可分为两大类:一是多孔隙沥青混凝土;二是小粒径超薄沥青混凝土。

多孔隙沥青混凝土主要通过孔隙的吸声达到降噪目的,当轮胎滚动时被压缩的气体能够通畅地钻入路面孔隙内,而不是向周围排射,声波入射到多孔材料内部激发微孔内的空气振动时,空气与多孔材料间产生相对运动,由于相对运动产生粘滞阻力,从而振动空气的动能转化为热能,从而使声能衰减,因

而减小了轮胎花纹的泵气噪声[1,3]

。同时,在声学上可以将这种路面看成是具有刚性骨架的多孔吸声材料,具有相当好的吸声性能。根据刚性骨架多孔材料的微观理论和声学原理,影响低噪声路面声学特性的主要因素有:孔隙率、流阻率、扭曲因子和孔

型因子,研究分析表明,孔隙率的影响是主要的[4]

。开级配沥青磨耗层(OGFC)即为典型的多孔隙沥青混凝土路面。

小粒径超薄沥青混凝土降噪是由于其发达的路表面负纹理(单位面积内表面的构造数量),轮胎/路面接触噪声一方面通过路表面的构造深度和孔隙吸收、排泄空气泵气噪声,另一方面通过路表面的纹理多次反射,达到衰减、消耗噪声能量的作用。

3 有限元分析轮胎/路面噪声

现有研究表明轮胎/路面噪声主要受到汽车行

驶速度、路面表面构造、路面材料、轮胎花纹、路面厚度、孔隙率等的影响。本文就路面因素的影响进行分析。

由于通过对轮胎的设计来降低噪声的效果不明显,且成本较高,而对路面设计可以达到较好的效果,且较经济。对于汽车行驶速度,虽然速度对噪声的影响很大,但由于速度受到不同道路等级的控制,因此本文暂不考虑速度的影响,仅就路面因素的影响进行分析。3.1 有限元模型的建立

由于路表空隙的分布、空隙的形状和构造深度等都是随机的,为了较精确地模拟实际路面情况,对空隙的形状及分布、纹理形状等进行近似模拟。

考虑到轮胎/路面产生的噪声的峰值频率一般

在600~1200H z ,声压级一般在80dB ,因此本文选

取频率800H z ,声压级为80dB 的噪声进行分析。运用有限元软件中Dyna m ic ,Exp licit 模块进行分析,空气和路面之间的相互关系采用(Interaction)相互作用功能模块中的tie 模块模拟空气与路面之间的耦合作用。在一定高度对声场施加声压。通过输入不同的参数,得出各参数对噪声影响。3.2 有限元结果的分析

31211 孔隙率对噪声影响的分析

孔隙率被认为是对噪声影响较大的一个因素。路面孔隙率一般在20%以下,本文选取孔隙率的范围为5%~30%。由于实际路面孔隙分为联通孔隙,半联通孔隙和封闭孔隙,联通和半联通孔隙都是有效孔隙,对声压的变化有很大的影响,能达到降噪效果,而封闭孔隙对声压几乎没有影响,为此模型中只考虑有效孔隙。有限元分析结果如图1所示。

图1 声压降低值与孔隙率的关系F i g 11 R elationsh i p bet w een reducti on of acoustic pressure and percent o f vo i d

由图1可以看出,孔隙率较小时,噪声的减少量随孔隙率的增大而快速增大,孔隙率在10%~15%时,曲线平缓,当孔隙率达到25%时,噪声减小量几乎稳定。因此可以认为孔隙率在25%时,降噪效果

最好。这与国外学者[6]

采用厚度60mm 、直径为100mm 的圆形事件,取其孔隙率为1318%~2715%,用双麦克风法测定结果很接近,也与我国魏

建军等[7]

的试验结果相似。

31212 构造深度对噪声影响的分析

不同路面结构的构造深度不同,对噪声产生不同影响,构造深度的增大增加了路面纹理,从而增加道路的吸声系数。路表纹理(单位面积内表面的构造数量)通过反射噪声,消耗噪声的能量。这也正是超薄沥青混凝土路面减少噪声的主要机理。

构造深度与噪声关系如图2所示,从图2中可以看出吸声效果并不是随构造深度的增大而线性增大,当构造深度达到孔隙开口宽度的1.5倍时,吸声效果趋于平缓增加。同时考虑由构造深度引起的路

1696

第12期张丽宏等:轮胎/

路面噪声的有限元分析

图2 声压降低值随纹理深度与宽度的比值的变化

F i g 12 R educti on of acousi c pressure w ith the

rati o o f depth and w i dth o f tex t ure

面泵气噪声,通过有限元分析,结果显示泵气噪声随着构造深度变化在构造深度/宽度较小时明显,当构造深度/宽度超过1时变化很缓慢。同时构造深度还会增加振动噪声,因此综合这些因素,可以认为构造深度/宽度为1时可以得到较好的降噪效果。31213 面层厚度对噪声影响的分析

面层厚度对噪声也有较大影响,对于刚性背衬的多孔吸材料,其垂直入射吸声系数及孔隙率因素方差都随着材料厚度的增加而趋于平稳。

图3为有限元模拟噪声随厚度变化的关系曲线,在厚度较小时,随着厚度的增加,噪声显著减小;当厚度达到40~50mm 时噪声趋于稳定,降噪效果不明显。因此考虑到经济性等因素,建议路面表面层厚度在40mm

左右。

图3 噪声与表面层厚度关系F i g 13 R elationsh i p bet w een acousti c pressure

and depth of surface course

31214 弹性模量对噪声影响的分析

沥青路面的弹性模量对噪声的影响主要是通过影响轮胎的振动,进而影响噪声。因此模拟轮胎从

一个微小的高度下落[8]

,得出路面及轮胎的应力,

通过分析轮胎、路面的应力,得出模量变化引起噪声的变化。由于沥青路面的弹性模量一般在600~1600M Pa ,选取模量为600~2400M Pa ,每200M

Pa 进行输出,如图4所示,得出随模量增大轮胎应

力增大,但相差很小,由此产生的噪声相差更小,因此一般不考虑弹性模量对噪声的影响,除非添加弹性材料。

图4 轮胎应力与表面层模量的关系

F i g 14 R e l ationsh i p be t w een ti re stress and m odul us

of sur f ace course

4 结 论

根据轮胎/路面噪声产生机理,利用有限元模拟分析得出,轮胎/路面噪声受孔隙率影响显著,其中吸声系数随孔隙率的增大而增大,在孔隙率达到10%左右,噪声减少量趋于稳定,当孔隙率在15%~25%时,噪声的减少量又有个快速的增大,但到25%左右,噪声减少量又一次趋于稳定;同时通过对构造深度的分析,得出构造深度/宽度为1时可达到较好降噪功能;路面厚度对噪声有一定的影响,但当厚度达到40~50mm 时,厚度的影响趋于稳定;路面弹性模量对噪声影响很小,因此未添加弹性材料的路面一般可以忽略弹性模量对噪声影响。

参考文献

[1]徐维红1低噪声路面的研究[硕士学位论文].北京交通大学,2005

[2]王华.轮胎与道路噪声的模型建立及仿真分析[硕士学位论文].武汉理工大学,2007

[3]王佐民,吕伟民,陈桁,等.多孔性沥青路面的降噪特

性.噪声与振动控制,1998,(1):36~39

[4]伍石生.低噪声沥青路面设计与施工养护.北京:人民交通出版社,2005

[5]石亦平,周玉蓉.A B AQU S 有限元分析实例详解.北京:

机械工业出版社,2006[6]杨扬,刘海苹,徐建成.OGFC 型降噪路面在我国的发展

趋势.森林工程,2007,23(4):35~37

[7]魏建军,孔永健.多孔隙低噪声沥青路面降噪机理的研究.黑龙江工程学院学报,2004,18(1):11~19

[8]董旭峰,葛剑敏,王佐民密实型低噪声沥青路面振动特性试验研究1同济大学学报,2006,34(8):67~691697

车身噪声传递函数分析

车身噪声传递函数分析昝建明周舟李波灏肖攀 长安汽车股份有限公司汽车工程研究院

车身噪声传递函数分析 Noise Analysis of Car Body Using Transfer Function 昝建明周舟李波灏肖攀 (长安汽车股份有限公司汽车工程研究院,重庆401120 ) 摘 要: 车身的NVH特性是车身开发的重要内容。在车身的设计中,用有限元软件MSC Nastran 进行了噪声传递函数分析,并根据计算结果对车体结构进行优化,提高NVH 性能。关键词: 车身, NVH, MSC Nastran, 噪声传递函数, 优化 Abstract:NVH performance is the important task for body design. During the body design stage, using MSC Nastran to do NTF analysis, the results can help optimize the body structure to improve the NVH performance. Key words: Body, NVH, MSC Nastran, NTF, Optimization 1 引言 NVH性能是新车的重要性能指标之一。车身在整车的NVH性能中有着重要影响,不论是来自路面的激励,还是来自发动机的激励,都是通过车身传递给乘员。开发出合理的车身结构对提高整车的NVH性能有重要作用。车身噪声传递函数(NTF)分析就是车身开发中的重要方法之一。 将对车身与底盘之间的主要连接区域进行声学传递函数分析,以便找出噪音传递路径与对NVH特性影响比较大的关键零部件。分析时一个声学空腔模型将被包括在内并用来预测内噪声水平,车辆的详细有限元模型与声学空腔模型将被耦合并求解,通过车身与动力系统及底盘系统连接点上施加载荷来计算车内乘员耳侧的噪声响应。 2 分析模型 车身分析的有限元模型包括车身结构的有限元模型和车身声学空腔有限元模型两部分。其中,车身结构的有限元模型包括结构件的有限元模型和非结构件的有限元模型,非结构件的有限元模型就用集中质量来模拟。声学空腔的有限元模型用有限元流体的单元来模拟,包括乘员仓空腔,座椅和行李箱空腔三部分的有限元模型。图1表示了车身分析模型的结构关系。 声学单元的理想尺寸大约是每个波长不少于六个单元,实际上通常采用的声学单元的长

有限元法在汽车行业中的应用

有限元法在汽车行业中的应用 【摘要】:汽车车身结构主要是由薄板冲压的覆盖件、承载骨架和各种加强件组成的。在有限元分析中可将它看成是由许多单元所组成的整体, 或起承载作用, 或承受、传递外部载荷, 以保证整个汽车的正常工作。 【关键词】:汽车;技术;应用 在当前的工程技术领域中有越来越多的复杂结构,包括复杂的几何形状、复杂的载荷作用和复杂的支撑约束等。当对这些复杂问题进行静、动态力学性能分析时, 往往可以很方便地写出基本方程和边界条件, 但却求不出解析解。这是因为大量的工程实际问题非常复杂, 有些构件的形状甚至不可能用简单的数学表达式表达, 所以就更谈不上解析解了。 对于这类工程实际问题, 通常有两种分析和研究途径: 一是对复杂问题进行简化, 提出种种假设, 最终简化为一个能够处理的问题。这种方法由于太多的假设和简化, 将导致不准确乃至错误的答案。另一种方法是尽可能保留问题的各种实际工况, 寻求近似的数值解。在众多的近似分析方法中, 有限元法是最为成功和运用最广的方法。 1. 汽车结构有限元分析 汽车车身结构主要是由薄板冲压的覆盖件、承载骨架和各种加强件组成的。在有限元分析中可将它看成是由许多单元所组成的整体, 或起承载作用, 或承受、传递外部载荷, 以保证整个汽车的正常工作。由于要完成各自独特的功能, 它们的结构各不相同, 并且都比较复杂。一些结构件的工作条件比较恶劣, 长期在振动和冲击载荷下工作。寻求有关这些结构件正确而可靠的设计和计算方法, 是提高汽车的工作性能及可靠性的主要途径之一。 在汽车结构分析中, 有限元法由于其能够解决结构形状和边界条件都非常任意的力学问题的独特优点而被广泛使用。各种汽车结构件都可应用有限元法进行静态分析、固有特性分析和动态分析; 并且从原来对工程实际问题的静态分析为主转化为要求以模态分析和动态分析为主。也可根据工程实际结构的特点要求进行非线性分析。具体地说, 汽车结构有限元分析的应用体现于: 一是在汽车设计中对所有的结构件、主要机械零部件的刚度、强度、稳定性分析; 二是在汽车的计算机辅助设计和优化设计中, 用有限元法作为结构分析的工具; 三是在汽车结构分析中普遍采用有限元法来进行各构件的模态分析,同时在计算机屏幕上直观形象地再现各构件的振动模态, 进一步计算出各构件的动态响应, 较真实地描绘出动态过程, 为结构的动态设计提供方便有效的工具。 有限元法分析汽车结构的一般过程如下:

轮胎路面噪声及其测量

收稿日期!"###$#%$#"&修订日期!"###$#’$#"作者简介!俞悟周()*+"$,- 女-博士-讲师.文章编号!)###$%/%#("###,#"$*#$#0 轮胎1路面噪声及其测量 俞悟周-毛东兴-王佐民 (同济大学声学研究所-上海"###*", 摘要!轮胎1路面噪声是道路交通噪声的重要噪声源-其产生的机理相当复杂-影响的因素也很 多.本文介绍了产生轮胎1 路面噪声的主要机理及影响因素-同时介绍了目前轮胎1路面噪声几种主要的测量方法-及各自的特点.关键词!轮胎1路面噪声&声学测量 中图分类号!230%%4 "文献标识码!5 678918:;<=:7>9;=<7?>@9;>A 89@9=? B C DE $F G H E -I5J K H L M $N O L M -D5P Q R E H $S O L (T L U V O V E V W H X 5Y H E U V O Y U -2H L M Z O C L O [W \U O V ]-^G _L M G _O "###*"-‘G O L _ ,a b >?8;c ?!Q W L W \_V O H LS W Y G _L O U S H X V O \W 1\H _dL H O U W -e G O Y GO U H L WH X V G WS H U V O S f H \V _L V Y H L V \O g E V H \H X V \_X X O Y L H O U W -O U [W \]Y H S f h W N i 2G W \W W N O U V h H V U H X X _Y V H \U O L X h E W L Y O L MV O \W 1\H _dL H O U W i T LV G O U f _f W \-S _O LU H E \Y W U _L d _X X W Y V O L MX _Y V H \U H X V O \W 1\H _dL H O U W _\W f \W U W L V W d i IW _L e G O h W -V G W _E V G H \_h U HW N f h _O L U V G W S _O LS W _U E \W S W L V S W V G H d U H X V O \W 1\H _dL H O U W i 5d [_L V _M W U _L dd O U _d [_L V _M W U H X V G W S W V G H d U _\W Y H S f _\W d i j 9kl :8<>!V O \W 1\H _dL H O U W &_Y H E U V O Y _h S W _U E \W S W L V )引 言 许多民意调查表明-城市中的道路交通噪声是困扰人们生活的主要环境污染源之一-在各种交通噪声中-汽车噪声问题最为显著.轮胎1 路面噪声是汽车噪声的三大噪声源之一-尤其是对中速行驶的轿车(/0m S 1G $)##m S 1G ,-轮胎1路面噪声的贡献最大.随着各国环境保护立法机构对车辆辐射噪声的规定日趋严格-轮胎1路面噪声的降低在近"#年里越来越受到汽车制造商及轮胎生产厂家的重视-投入大量人力物力-采用了各种先进的测试手段进行探索研究-如激光n 多普勒振动测量仪及多种相关分析等-以寻求降低轮胎噪声的途径. 尽管有一些文献报道利用各种模型和计算方法进行轮胎1路面噪声的预测-但由于其机理的复杂性-目前还难以对轮胎1路面噪声进行准确的定量估计-实测是研究轮胎噪声 特性的重要手段. "轮胎1 路面噪声的形成机理o i p 产生机理 一般认为-轮胎1路面噪声的产生主要有以下几个途径! (),轮胎振动 当运动的轮胎与路面接触时-一方面外胎结构的不均匀性及路面的粗糙性引起轮胎振动&另一方面-轮胎和路面的接触区产生切向力-部分切向力导致轮胎在路面上的滑移. 引起轮胎外胎形变的摩擦粘滞力以及外胎的 滑移导致轮胎表面的振动-从而产生可听声. 轮胎振动主要包括外胎面和轮胎侧壁的振动-这两部分区域振动的幅度q 频率及产生 原因并不一样-由此辐射的噪声也不同.图) (_,为某轮胎在"##m r _的轮胎气压下的振 动实验结果s )t - 激振源位于外胎中心.在0##u F $v ##u F 频率范围内-轮胎侧壁的振动比外胎面稍强-而在v ##u F 以上的频率范围内-外胎面的振动远强于侧壁的振动.而且在 n #*n )*卷"期("###,

地铁站台噪声特性分析

专业知识分享版 使命:加速中国职业化进程 摘 要:采用噪声与振动测试分析系统,对地铁车辆进入站台和驶出站台及站台广播噪声进行测试与分析。通过对数据分析得出:站台主要噪声源为车辆通过站台时的轮轨噪声与车辆制动啸叫声的叠加,等效声级81.5 dB(A),频率范围200~4 000 Hz 。无车辆通过时广播噪声为主要噪声源,等效声级为79.1 dB(A),频率范围为500~1 000 Hz 。该研究结果对地铁车站的减振降噪设计具有较高的现实意义和应用价值。 关键词:声学;地铁车站;站台;噪声;频谱;测试 随着城市建设速度的加快、人口数量的增加及汽车工业的迅速发展,城市道路交通拥挤现象愈发严重,已成为城市建设发展中必须解决的主要问题之一。城市地铁交通具有方便快捷、安全准时等特点,在改善城市道路交通现状方面发挥了重要的作用,已成为各大城市选择的主要方法之一。 但是,地铁在带给人们便利的同时,也带来地铁噪声。地铁车站是人们乘坐地铁必须经过和驻足的场所,随着人们生活水平的提高和对环境保护意识的增强,地铁站内噪声情况越来越被更多的人所关注。掌握地铁车辆进出站台的噪声与振动分布现状[1―5],为地铁站台减振降噪设计[6,7]、人们工作环境的改善提供依据,具有较高的现实意义和应用前景。 1 测试环境、仪器及布点 1..1 测试环境 本次测试地点为国内某城市的普通地铁车站,其站台长120 m ,宽度为6 m ,表面为大理石结构。轨道布置在站台的两侧,两侧墙体为水泥表面,并未做吸声处理。站台与轨道间采用半封闭安全门阻隔,安全门高度为1.4 m 。 测试时,本线路的车隔为8 min 。车辆为每编组6 辆车,总长度为 118 m ,分为 3 个单元,每单元为一动一拖形式。其中每辆动车重约35 t ,每辆拖车重约32 t ,最大轴重为14 t 。车辆高度为3.5 m ,车体结构为鼓型设计,最大宽度为2.75 m 。车门为双开电动塞拉门,每辆车设有8套,对称布置。转向架为无摇枕焊接结构,设有一系橡胶弹簧和二系空气弹簧,可有效的降低振动噪声。 1..2测试仪器 本次测试采用HEAD acoustics 噪声与振动分析系统,此系统由HPS Ⅳ数字式回放系

轮胎的有限元分析

目录 摘要III Abstract IV 1 绪论 1 1.1 选题的目的和意义 1 1.2本课题国内外的研究现状 1 1.3本课题研究内容 1 2子午线轮胎特点 2 2.1 子午线轮胎的结构特点 2 2.2子午线轮胎的结构分析 2 3子午线轮胎三维整体有限元模型建立 4 3.1通用软件简介 4 3.2单元的选取 5 3.3 轮胎模型的简化 8 3.3.1模型建立的要求 8 3.3.2轮胎模型的简化 9 3.3.3几何建模 9 4子午线轮胎静态接触的有限元分析 11 4.1 有限元分析流程 11 4.2静态接触的载荷和边界条件的处理 12 4.2.1轮胎有限元模型的三维非线性 12 4.2.2轮胎单元材料参数的数值 12 4.2.3轮胎有限元分析的参数化及模型的自动生成 14 4.2.4 静态接触的载荷和边界条件的处理 18 4.3轮胎有限元结果分析 19 4.3.1静态接触载荷工况 19 4.3.2轮胎在静态接地状况下的有限元结果分析 20

5 总结与展望 24 5.1 总结 24 5.2 不足与展望 24 5.3 有限元技术在轮胎和车辆工程中应用展望 24 参考文献 25 基于ANSYS的汽车轮胎有限元分析研究 摘要 本文主要基于ANSYS软件非线性分析技术,采用三维体单元和接触单元,建立了子午线轮胎的静态接触状态下的有限元模型并对其进行分析研究。 利用CATIA对子午线轮胎进行几何建模,运用ANSYS软件对其进行有限元分析,定义材料属性和单元属性,考虑接触问题,得到适合研究轮胎特性的有限元模型。 根据轮胎结构特征及单元的特征,利用ANSYS的参数设计语言APDL对分析问题进行参数化,提高效率,便于对同类问题的分析研究。 关键词:ANSYS;子午线轮胎;接触变形; CATIA ; APDL ANSYS AND RESEARCH OF MOTOR TYRE BASED ON ANSYS Abstract This paper mainly performs the analysis and research on the radial tyre based on the non-linear analysis of ANSYS and applied software of ANSYS,using three-demension solid element and contacting element , three-dimension finite element contact model of static radial tyre is built. The geometry model of tire is got in CATIA.A finite element model of radial tire is created in ANSYS.Define material characteristics and element types. The contact problem is considered.We got a proper finite element model for studying tire’s characteristic.

噪声分析报告

根据《声环境质量标准》(GB3096-2008),监测点所在地噪声执行《声环境质量标准》(GB3096-2008)2,4a类标准,即昼间小于60dB(A),夜间小于50dB(A);昼间小于70dB(A),夜间小于55dB(A)。受业主委托,本公司于2016年9月24至25日对本项目背景噪声进行监测,噪声监测结果见表。类比HJ2.4-2009《环境影响评价技术导则声环境》中工业噪声预测模式,预测噪声源对附近声环境敏感点的影响,同时考虑遮挡物衰减、空气吸收衰减、地面附加衰减,对某些难以定量的参数,查相关资料进行估算。得出预测数据见表 项目噪声主要有来自空调、抽油烟风机等运行产生的噪声,各类水泵、供配电设备等运行产生的噪声,以及汽车行驶的交通噪声和社会活动噪声等,采用类比实测的平均声级确定其声源强度见表3和表4。 表3交通噪声源强 表4项目噪声源平均声级值 由于项目周边敏感点偏多,周围商铺众多,紧靠主次干道,除了项目本身产生噪音,周围环境中噪音影响因素多,商场的宣传声音;小贩的叫卖声,道路上行驶车辆的鸣笛声等对噪声预测都产生很大影响,因此在预测过程中,需要把这些因素考虑到其中。考虑到车辆鸣笛等噪音为瞬时噪音,在监测数据整理过程中需要将这些瞬时噪音分割处理,最后得出数据,将预测结果与实测结果对比,得出结论,结论显示有几处敏感点噪声超标,可能是由于瞬时噪音的影响,也可能

是由于衰减过程中,其他噪声源对其产生叠加,为了更好控制噪声对周围敏感点的影响,需要作出以下措施进行预防。 敏感点附近施工单位应严格遵守《中华人民共和国环境噪声污染防治法》的规定,合理安排好施工时间,避开早7:30—8:00、中11:00—12:00、晚5:00—6:00(为上学、放学,上、下班高峰期),运输车辆尽量让行,不得在夜间(22:00~6:00)进行产生强噪声污染的建筑施工作业。因施工工艺需要等原因确需连续施工的,必须提前7日持有关部门出具的确需连续施工证明向环境保护行政主管部门提出申请,经批准后方可施工。经批准夜间建筑施工作业的,施工单位应当提前3日向附近居民公告。公告内容应当包括:本次连续施工起止时间、施工内容、工地负责人及其联系方式、投诉渠道。 水泵、变电器等设备置于设备房内,对水泵等高噪声源采用墙体隔声、基础减震处理,最大可能减少对周围声环境影响。

基于有限元分析的轿车铝合金车轮设计

摘要 轻量化是世界汽车工业发展的主要趋势,轻质材料铝及其合金等的使用是一种有效的途径。目前,大部分汽车车轮已使用铝及其合金做作为材料,利用现代设计方法,在此基础上进一步实现车轮的轻量化则是本文的研究所在。 在研究了CAD软件Pro /E以及有限元分析软件ANSYS的功能及其主要特点后,着重进行了了应用ANSYS对铝合金车轮进行结构强度分析的具体过程。 首先使用Pro/E软件,按照轮辋的国家标准,建构车轮的实体模型;然后把模型导入ANSYS,按2005年中国汽车行业标准中的汽车轻合金车轮的性能要求和实验方法所规定的疲劳实验要求施加荷载;然后进行强度分析和模态分析,分析结果表明,车轮的最大应力远小于铝合金的许用应力,车轮的固有频率满足要求,存在进一步改进的可能和必要。最后,改进车轮模型,改进结果表明,车轮的重量有了显著的减少。 利用CAE分析技术有助于提高汽车车轮的设计水平、缩短设计周期、减少开发成本。该方法具有普遍性,适用于指导任何其言型号车轮的设计和分析。 关键词:铝合金车轮;结构设计;有限元分析;强度分析;模态分析

ABSTRACT Lightweight is the main trends of the world's automotive industry, lightweight materials such as the use of aluminum and its alloys is an effective way. At present, most automotive aluminum and its alloy wheels have been used to do as a material, using modern design methods, based on the further realization of this lightweight wheels is the Institute of this article. In the study of the CAD software Pro / E and ANSYS finite element analysis software functions and the main characteristics, the Emphasis was the application of ANSYS, the structural strength of aluminum alloy wheel analysis of the specific process. First ,uses the Pro / E software, according to the rim of the national standards, building wheel solid model; then the model into ANSYS, by 2005 China's auto industry standard in automotive light-alloy wheels and performance requirements and test methods under the fatigue test requirements defined load and then the strength analysis and the results showed that the wheel is much less than the maximum stress allowable stress of aluminum alloy, there is further improvement possible and necessary. Then, the improved wheel models, improved results show that the weight of the wheels have been significantly reduced. The results show that the use of CAE analysis technology helps improve the design of automobile wheel level, shorten design cycles, reduce development costs. The method is universal, applicable to any of his words and models to guide the design and analysis of the wheel. Key words: Aluminum Alloy Wheels; Structural Design; Finite Element Analysis; Strength Analysis; Modal Analysis

地铁站台噪声特性分析(精)

专业知识分享版 使命:加速中国职业化进程 摘要:采用噪声与振动测试分析系统,对地铁车辆进入站台和驶出站台及站台广播噪声进行测试与分析。通过对数据分析得出:站台主要噪声源为车辆通过站台时的轮轨噪声与车辆制动啸叫声的叠加,等效声级81.5 dB(A,频率范围200~4 000 Hz。无车辆通过时广播噪声为主要噪声源,等效声级为79.1 dB(A,频率范围为 500~1 000 Hz。该研究结果对地铁车站的减振降噪设计具有较高的现实意义和应用价值。 关键词:声学;地铁车站;站台;噪声;频谱;测试 随着城市建设速度的加快、人口数量的增加及汽车工业的迅速发展,城市道路 交通拥挤现象愈发严重,已成为城市建设发展中必须解决的主要问题之一。城市地铁交通具有方便快捷、安全准时等特点,在改善城市道路交通现状方面发挥了重要的作用,已成为各大城市选择的主要方法之一。 但是,地铁在带给人们便利的同时,也带来地铁噪声。地铁车站是人们乘坐地铁必须经过和驻足的场所,随着人们生活水平的提高和对环境保护意识的增强,地铁站内噪声情况越来越被更多的人所关注。掌握地铁车辆进出站台的噪声与振动分布现状[1 —5],为地铁站台减振降噪设计[6, 7]、人们工作环境的改善提供依据,具有较高的现实意义和应用前景。 1测试环境、仪器及布点 1..1测试环境 本次测试地点为国内某城市的普通地铁车站,其站台长120 m,宽度为6 m,表面为大理石结构。轨道布置在站台的两侧,两侧墙体为水泥表面,并未做吸声处理。站台

与轨道间采用半封闭安全门阻隔,安全门高度为1.4 m0 测试时,本线路的车隔为8 min。车辆为每编组6辆车,总长度为118 m分为3 个单兀,每单兀为一动一拖形式。其中每辆动车重约35 t,每辆拖车重约32 t,最大 轴重为14 to车辆高度为3.5 m,车体结构为鼓型设计,最大宽度为2.75 m。车门为双开电动塞拉门,每辆车设有8套,对称布置。转向架为无摇枕焊接结构,设有一系橡胶弹簧和二系空气弹簧,可有效的降低振动噪声。 1..2测试仪器 本次测试采用HEAD acoustics噪声与振动分析系统,此系统由HPS W数字式回放系 专业知识分享版 使命:加速中国职业化进程 统、ArtemiS测量分析软件、双耳信号采集器、声学和振动传感器、SQLab n 60通道数据采集记录器及前端等组成。 1..3测试布点 本次试验主要测试无车辆通过时的站台广播噪声,及车辆进站、开关车门、车辆出站全过程的噪声情况。为了考虑成年人及儿童的身高不同,在站台上布置的测 点距离地面高度分别为1.2 m和1.6 m。距离站台安全门的横向距离分别为 1 m、 2 m、3 m。站台长度为120 m。由于车辆进站和出站分别为制动减速到静止及加速出站,对整个站台的噪声产生影响,测点分别布置在车辆进入端和车辆驶出端。 测点01/02和07/08距安全门1 m;测点03/04和09/10距安全门2 m ;测点05/06和11/12 距安全门 3 m。测点 01/03/05/07/09/11 高度为 1.2 m 测点

轮胎的有限元分析

目录 摘要 ....................................................................................................................... III Abstract.................................................................................................................... I V 1 绪论 (1) 1.1 选题的目的和意义 (1) 1.2本课题国内外的研究现状 (1) 1.3本课题研究内容 (1) 2子午线轮胎特点 (2) 2.1 子午线轮胎的结构特点 (2) 2.2子午线轮胎的结构分析 (2) 3子午线轮胎三维整体有限元模型建立 (4) 3.1通用软件简介 (4) 3.2单元的选取 (5) 3.3 轮胎模型的简化 (8) 3.3.1模型建立的要求 (8) 3.3.2轮胎模型的简化 (9) 3.3.3几何建模 (9) 4子午线轮胎静态接触的有限元分析 (11) 4.1 有限元分析流程 (11) 4.2静态接触的载荷和边界条件的处理 (12) 4.2.1轮胎有限元模型的三维非线性 (12) 4.2.2轮胎单元材料参数的数值 (13) 4.2.3轮胎有限元分析的参数化及模型的自动生成 (14) 4.2.4 静态接触的载荷和边界条件的处理 (18) 4.3轮胎有限元结果分析 (19) 4.3.1静态接触载荷工况 (19) 4.3.2轮胎在静态接地状况下的有限元结果分析 (20) 5 总结与展望 (24) 5.1 总结 (24)

有限元法在汽车中的应用

有限元法在汽车中的应用 有限元法是随着计算机技术的应用而发展起来的一种先进的技术,广泛应用于各个领域中的科学计算、设计、分析中,成功的解决了许多复杂的设计和分析问题,己成为工程设计和分析中的重要工具。随着计算机技术的快速发展和普及,有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域,成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法,有限元法在产品设计和研制中所显示出的无可伦比的优越性,使其成为企业在市场竞争中制胜的一个重要工具,有限元法在机电工程中的应用也越来越重要。现代汽车工业技术快速发展,计算机技术不断推陈出新,使分析仿真技术以其快速高效和低成本的强大优势,成为汽车设计的重要手段,各种分析软件成为CAE技术广泛应用的工具。 有限元在机械设计中的优点是有目共睹的,在汽车的设计中这些优势得到了完美的体现,其优点如下: 1、与CAD软件的无缝集成 当今有限元分析软件的一个发展趋势是与通用CAD软件的集成使用,即在用CAD软件完成部件和零件的造型设计后,能直接将模型传送到CAE软件中进行有限元网格划分并进行分析计算,如果分析的结果不满足设计要求则重新进行设计和分析,直到满意为止,从而极大地提高了设计水平和效率。 2、更为强大的网格处理能力

有限元法求解问题的基本过程主要包括:分析对象的离散化、有限元求解、计算结果的后处理三部分。对于许多工程实际问题,在整个求解过程中,模型的某些区域将会产生很大的应变,引起单元畸变,从而导致求解不能进行下去或求解结果不正确,因此必须进行网格自动重划分。有限元使用的自适应网格往往是许多工程问题如裂纹扩展、薄板成形等大应变分析的必要条件。 3、由求解线性问题发展到求解非线性问题 随着科学技术的发展,线性理论已经远远不能满足设计的要求,许多工程问题如材料的破坏与失效、裂纹扩展等仅靠线性理论根本不能解决,必须进行非线性分析求解,为此国外一些公司花费了大量的人力和物力开发非线性求解分析软件,它们的共同特点是具有高效的非线性求解器、丰富而实用的非线性材料库。 4、由单一结构场求解发展到耦合场问题的求解 理论上已经证明,只要用于离散求解对象的单元足够小,所得的解就可足够逼近于精确值。用于求解结构线性问题的有限元方法和软件已经比较成熟,发展方向是结构非线性、流体动力学和耦合场问题的求解。需要对结构场和流场的有限元分析结果交叉迭代求解,即所谓"流固耦合"的问题。由于有限元的应用越来越深入,人们关注的问题越来越复杂,耦合场的求解必定成为CAE软件的发展方向。 5、程序面向用户的开放性 有限元软件允许用户根据自己的实际情况对软件进行设置和扩充,包括用户自定义单元特性、用户自定义材料本构(结构本构、热

车辆噪声源识别方法综述

文章编号:1006-1355(2012)05-0011-05 车辆噪声源识别方法综述 胡伊贤,李舜酩,张袁元,孟浩东 (南京航空航天大学能源与动力学院,南京210016) 摘要:在车辆产业中,噪声问题越来越突出,噪声源识别方法是车辆噪声控制的重要前提。近年来,车辆噪声源识别的方法得到快速发展,但仍需不断改进和完善。本文对车辆噪声源识别方法进行总结,将车辆噪声源识别方法分为传统方法、基于信号处理方法和基于声阵列技术方法三类,并描述和分析各种识别方法的特点。最后总结全文,展望未来车辆噪声源识别方法。 关键词:声学;车辆;噪声控制;综述;噪声源识别方法 中图分类号:V231.92文献标识码:A DOI编码:10.3969/j.issn.1006-1335.2012.05.003 Reviews of Vehicle Noise Source Identification Methods HU Yi-xian,LI Shun-ming,ZHANG Yuan-yuan,MENG Hao-dong (College of Energy and Power Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing210016,China) Abstract:In the vehicle industry,noise issues have become more evident.Vehicle noise source identification is an important prerequisite for noise control.In recent years,new methods of vehicle noise source identification have been developed,but it is necessary still for them to improve and optimize.The different methods for identifying noise sources are reviewed in this paper.All methods are divided into three categories,i.e.the traditional analysis method,the method based on signal processing,and method based on acoustic array technology.The features of various identification method are described and compared.Finally,some prospects of noise source identification method are given. Key words:acoustics;vehicle;noise control;review;noise source identification method 车辆噪声源识别是指在有许多噪声源或包含许多振动发声部件的复杂声源情况下,为了确定各个声源或振动部件的声辐射的性能,区分噪声源,并加以分等而进行的测量与分析。车辆的噪声主要分为发动机噪声、进排气噪声、传动噪声、轮胎噪声以及其他机械噪声[1,2]。 车辆噪声产生机理不同,针对不同噪声源有不同的识别方法[3]。本文将车辆噪声源识别方法分为三类:一类是传统噪声源识别方法,包括主观识别法、铅覆盖法、分部运行法、表面振速法和近场声压 收稿日期:2011-11-23;修改日期:2012-01-21 项目基金:江苏省普通高校研究生科研创新计划资助(基金编号:CX10B_094Z) 作者简介:胡伊贤(1986-),男,江苏,江苏宿迁泗阳县人,硕士,目前从事车辆噪声与振动控制研究。 E-mail:nuaayixian@https://www.wendangku.net/doc/f412886350.html, 测试法等。这些方法可以简单的对车辆噪声源进行识别。第二类是以信号处理为基础的噪声源识别方法,典型的有时域平均法、相关分析法、相干分析法、倒谱分析法、阶次分析法、小波分析法以及盲源分离法等。其中时域平均与相关分析是描述幅值随时间变化的时域分析方法。相干分析、倒谱分析在频域内对噪声信号进行分析,主要针对平稳噪声信号;阶次分析、小波分析、盲源分离识别方法在时频域内对信号进行分析,一般用于非平稳噪声信号。第三类是以声阵列技术为基础的噪声源识别方法,主要包括声强测试、波束成形以及声全息测试技术,它们主要特征是以全息面来直观全面反映各声源对整车噪声贡献的大小。本文在对各种声源识别方法总结基础上,分析声源识别方法的使用特点、优点与不足,对车辆噪声源识别方法进行总结与展望。

基于Ansys的汽车外形风洞试验有限元分析讲解

基于Ansys的汽车外形风洞试验有限元分析 【摘要】汽车空气动力学特性对汽车经济性、驾驶安全性、侧风稳定性等有着较大的影响。通过在catia中建立车身几何造型,基于ANSYS的CFD的有限元仿真环境对车身的空气动力动力学特性进行了数值模拟仿真研究,得出该车体的速度矢量图,压力分布图等,并根据模拟仿真的气动造型提出一些建议,为优化汽车车型及改善汽车空气动力学特性提供参考。 1前言 汽车空气动力学特性是汽车的重要性能,它是指汽车在流场中受到的以阻力为主的包括升力、侧向力的三个气动力及其相应的力矩的作用而产生的车身外部和内部的气流特性、侧风稳定性、气动噪声特性、驾驶室内通风、空气调节等特性。随着汽车技术的提高和高等级公路的发展,汽车速度的不断提高以及汽车在行驶时与空气相互作用的各种气动力也越来越显著,在很大程度上影响着的汽车的经济性、动力性和稳定性。迄今为止,国内外汽车空气动力学的研究一般采取试验法、试验与理论相结合法及数值模拟仿真研究法。试验法主要是指风洞试验,目的是为得到准确反映汽车行驶状态时的空气动力学特性数据,其研究对象主要有汽车空气动力特性和汽车各部位的流场。风洞试验的结果精度高、可靠性好,对研究外部气流干扰件的气动作用大小比较有效,但风洞试验成本高、周期长、需要制作一系列的油泥模型等局限性,这些局限性大大阻碍了其在汽车设计的应用,并且风洞试验只能在有限个截面和其上有限个点处测得速度、压力和温度值,不能获得整个流场中任意点的详细信息。此外风洞试验要精确研究某些复杂的流动现象,如层流向湍流的转变、拖曳涡的形成和发展、尾部涡系结构等,其测量截面的选取在很大程度上主要依靠经验,这样使得精确研究这些复杂流动和机理变得非常困难。而在模型风洞试中,还存在着动力相似和几何相似的影响、试验结果与实车的换算问题,要得到准确的结果还有一定的难度。 数值模拟仿真是借助于计算机将用CFD应用于汽车空气动力学研究的方法,其是在计算机上模拟吹风,运用数值分析的方法计算模拟汽车的空气动力学问题,与风洞试验相比,其有利于CAD/CAM系统的相衔接;不受

轮胎噪声的研究现状

轮胎噪声的研究现状 李论 2012级车辆1班 222012322220013 摘要:从当前国内轮胎噪声研究的现状来说。轮胎噪声研究从最初的单纯测试发展到建立了泵浦噪声、气柱共鸣、共振、模态分析等噪声研究理论;轮胎噪声测试方法有通过噪声法、拖车法和实验室转鼓法,通过轮胎声学模型和软件系统可对不同花纹轮胎噪声进行模拟和预测。随着社会对环境噪声的重视,汽车噪声的控制标准越来越严格。 关键词:噪声污染;轮胎噪声;噪声测试;花纹;研究现状 0、引言 汽车行驶噪声是交通噪声的主要来源之一, 随着我国汽车工业的迅猛发展和城市道路的不断扩张, 城市车流量持续增加,噪声污染日益严重。交通噪声不仅影响人们的正常生活和工作,甚至会危害人们的身心健康。随着生活质量的不断提高,人们对降低交通噪声提出了越来越高的要求。 试验表明, 轮胎噪声是构成汽车行驶噪声的主要因素之一, 当汽车行驶速度大于 50 km h- 1时, 轮胎噪声逐渐显现; 当车速超过 80 km h- 1时, 轮胎噪声则成为汽车行驶噪声的主要成分。车速越快、负荷越大, 轮胎噪声的能量级就越高, 在汽车行驶噪声中所占比例也就越大。轮胎作为车辆与地面接触的唯一部件,其噪声辐射及振动特性直接影响汽车的乘坐舒适性和平稳。因此国内外各大汽车公司纷纷开展轮胎噪声方面的研究, 对配套轮胎的噪声提出了更苛刻的要求。因此, 开展轮胎噪声研究、了解轮胎噪声的产生机理、开发低噪声轮胎已是当务之急。 1、国外轮胎噪声研究进展 20 世纪初期, 轮胎噪声的研究只停留在单纯测试阶段, 缺乏对噪声机理的理论分析。20 世纪70 年代后, 人们才开始从理论上对轮胎噪声进行研究, 并提出模拟计算的理念。 1971 年, H ayden J R E 首先提出空气泵浦原理是轮胎主要噪声机理。他将简单轮胎花纹沟槽视作一个单极子源, 并得出花纹沟声压级的半经验公式。但是用该公式进行轮胎花纹噪声预测仍然存在诸多困难。 1985 年, 通用汽车研究实验室的 Law rence J 等在横向花纹沟槽研究的基础上得出气柱共鸣与泵浦作用是横向花纹沟槽噪声的两大机理。当气柱的固有频率与花纹间距频率一致时, 就会发生气柱共鸣现象, 使轮胎噪声加剧。 20 世纪 80 年代后, 随着物理学和振动理论的发展, 人们对轮胎噪声的研究进入试验测试与模拟研究相结合的阶段。根据流体结构相互作用原理可以得出以下结论: 若已知轮胎的振动方式, 结合辐射边界条件, 可以用克希霍夫亥姆霍兹积分公式计算出轮胎振动噪声。因此, 80 年代末, 许多学者相继建立起轮胎动态特性模型, 开始了轮胎动态特性的理论研究。 1992 年, Nakajim用有限元、边界元和模态分析相结合的方法对轮胎的振动和噪声进行了预测。有限元和边界元法在中低频段可以较准确地预测轮胎噪声; 但在高频段, 由于计算量大大增加, 使结果误差增大, 于是人们开始用统计能量法对高频段的轮胎噪声进行分析计算。Hiroshi Y 等[研究了轮胎内部空腔的共鸣声, 认为汽车内部噪声在250 H z 左右的峰值主要是轮胎内部空腔的共振噪

浅析阶次跟踪分析诊断车辆噪声

浅析阶次跟踪分析诊断车辆噪声 发表时间:2018-12-21T10:25:23.940Z 来源:《基层建设》2018年第32期作者:司金龙 [导读] 摘要:某新车型在其研发过程中发现当其车速在90km/h~120km/h时,车辆的后排存在比较刺耳的“蜂鸣声”。 安徽江淮汽车集团股份有限公司 230601 摘要:某新车型在其研发过程中发现当其车速在90km/h~120km/h时,车辆的后排存在比较刺耳的“蜂鸣声”。本文通过采用阶次跟踪技术对该车进行了试验测试分析,确认了该“蜂鸣声”为后桥主减速器齿轮的啮合噪声。通过对后桥齿轮的优化处理,成功的消除了车辆的“蜂鸣声”。 关键词:阶次跟踪;后桥主减速器;啮合噪声 1 前言 NVH的性能已经成了顾客购买车辆的重要指标,它的水平高低会直接影响顾客的购车意愿,因此在车辆的开发过程中必须对车辆的NVH问题给予重视。本文简单介绍了利用阶次跟踪的原理,从试验分析的角度对解决某车因后桥引起的″蜂鸣声 ″。 2 噪声产生的机理 齿轮噪声产生的机理:一对啮合齿轮的两齿面的接触点上存在相对滑动速度,且其方向交变。因此存在方向交变的滑动摩擦力,产生冲击力。由于齿轮的制造误差、安装误差、齿轮受力变形和轴系扭振等,齿与齿之间必定发生撞击力。 此两力引起噪声:齿轮在啮合与分离过程中产生的周期性冲击具有的频率称为啮合频率,;其中n为齿轮的转速,z为齿轮的齿数。 3 阶次跟踪的原理 传统的频谱分析是等时间间隔采样,当转速发生变化时,每一周期内的采样点数就会发生变化,从而导致频谱分析中的频率模糊。而阶次跟踪是使采样频率随着转速的变化而实时变化的,保证在信号的每一个周期内都保持同样的采样点数。如下图1所示的是等时间间隔采样,可以看到随着转速的增加,每周期内的采样点数逐渐减少;而图2所示的为等角度间隔采样,其采样频率随着转速的增加而增加,从而保证了每个周期内的采样点数是恒定的,从而将时域的非稳态信号通过恒定角增量采样转换为了角域的稳定信号,经过FFT变换后,可以得到阶次谱,它可以清晰的反映出信号中的频率成分(如下图6所示)。 图1 等时间间隔采样 图2 等角度间隔采样 4 噪声源的查找与整改 4.1 噪声源查找 首先对其匀速时的噪声性能进行摸底,此时采用的是传统的频谱分析方法,该方法对转速稳定的稳态信号有良好的效果,能清晰的表示出被测信号的频率成分,所以该方法也是我们最常用的试验手段;下图3为车辆在匀速90km/h时的后排噪声频谱图,由频谱图可知该车存在一个430Hz的波峰,这个频率处的噪声对人的干扰比较大,应该就是该车内存在的蜂鸣声;主观感觉该噪声是在后桥附近发出的,可以初步判断后桥可能与该噪声有关,但是需要更详细的试验数据来确认噪声源。 对于本车,当车速在90km/h时,发动机转速1960rpm,变速箱为Ⅳ档,Ⅳ档速比为1,齿轮的转速为1960rpm,齿轮齿数为13,由此可以知道后桥齿轮的啮合频率f=425Hz。由下图3可以看出,后排噪声在430Hz处有明显的峰值,由此可以判断该波峰就是由齿轮啮合产生的单频噪声。 汽车后驱动桥作为汽车传动系的一部分,它的振动与噪声信号并不是稳定的,为了进一步判断后桥与该车的车内噪声是否有关系,需要重新制定试验计划:采用阶次跟踪的分析方法测量车内后排噪声与后桥壳体上的振动加速度(后桥测点位置如下图示)。

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