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1、公路与汽运第2期2010年3月汽车NVH传递路径分析法探讨*戴英彪,李岳林,袁凯410004)(长沙理工大学汽车与机械工程学院,湖南长沙摘要:对汽车车内噪声的成因进行了阐述,分析了传递路径分析法中激励力和传递函数的获取方法以及系统与子结构的传递关系;通过各噪声的合成分析,确定了传递途径上对车内噪声起主导作用的环节,以指导工程分析和设计。关键词:汽车;噪声;传递路径;激励力;传递函数中图分类号:U462.3文献标志码:A文章编号:1671-2668(2010)02-0004-04随着现代社会的发展,人们对汽车的高速化、轻量化及行驶舒适性提出了更高的要求,
2、对车内噪声问题更加关注。汽车噪声、振动及因其而引发的车辆乘坐舒适性(Noise,Vibration&Harshness,简称NVH)是衡量汽车产品质量的一个综合性问题,也是用户敏感度最高的性能指标,越来越影响产品的美誉度和市场占有率。因此,提高汽车噪声控制水平已成为各汽车制造公司之间新的竞争焦点和技术发展方向,实现车内低噪声性能成为产品开发中的重要任务之一。在汽车振动噪声分析方法中,基于试验测试的方法其数据、结果直观,能够反映研究对象的本质特性,但在优化控制上存在不足;而基于数值计算的方法通过计算仿真来模拟振动噪声特性,便于对结构进行修改、预测和优化,
3、节约成本,但常因边界条件设定不足及模型简化处理而不能正确反映结构的实际特征。传递路径分析方法(TPA,TransferPathAnalysis)是一种将试验数据与仿真计算相结合的分析汽车噪声的方法,它通过分析主要噪声的来源来进行有的放矢的改进设计,因而对汽车NVH问题更具针对性。1汽车噪声声压响应汽车受多种振动噪声源的激励,每种激励都可能通过不同的路径,经过衰减,传递到多个响应点。为有效降低振动噪声,需对各种传递路径进行预测和分析,通常采用矢量叠加法,所以传递路径分析方法也称矢量叠加法。假设一辆汽车受到m个激励力,并通过多种交叉途径传到车身上的多个结构
4、支撑点,每点的激励力分为x、、三个方向,每个激励分量都对应着nyz个特定的传递路径,那么这个激励力的分量和对应的某个传递路径就产生一个系统响应分量。若以车内噪声声压作为系统的响应,则这个声压分量可以表示为:pmnk=HmnkwFnkw(1)式中:Hmnk为传递函数;Fnk为激励力的频谱。激励力如果直接作用在车身上,则所对应的传[5][6][7][8]马庆龙.汽车传动系参数优化及软件开发[D].秦皇岛:燕山大学,2004.宗成忠.汽车动力传动系统控制最优化模拟研究[D].大连:大连理工大学,2000.徐正平.汽车动力传动系与使用工况的匹配研究[J].机械
5、设计与制造工程,1995(5).SelfChangingGear.Oneapproachtoenginetransmissionmatching[M].London:InstofMechanicalEngi[11][9][10]neers,1986.GB/T12545-1990,汽车燃料消耗量试验方法[S].GB18352.3-2005,轻型汽车污染物排放限值及测量方法[S].GB3847-2005,车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法[S].收稿日期:2009-12-26*基金项目:湖南省自然科学基金资助项目(06JJ2004
6、5);湖南省教育厅重点资助科研项目(07A004)总第137期Highways&AutomotiveApplications公路与汽运5递函数就是车身的传递函数;激励力如果直接作用在车轴,则所对应的传递函数就是从车轴到车身再到车内声场的传递函数。车内噪声声压受某个激励力作用,传递过来的所有声压之和可以表示为:N,3N,3力输入;对于空气噪声,则是声源的体积速度/加速度。下面主要介绍结构力的测量方法及其原理。2.1直接测量法直接测量法是指在所需分析系统耦合点处附加力传感器,实际中常常用事先标定过的弹簧减振器HmnkwFnkw来代替力传感器,耦合激励力用测
7、量到的弹簧相对位移Xnk来表示:Fnk!KXnk(w)(5)pm=n=1,k=1pmnk=n=1,k=1(2)车内噪声受所有激励力的作用,传递过来的所有声压之和可以表示为:p=m式中:K为事先标定过的弹簧减振器的动态刚度。直接测量耦合激励力的实际操作中会遇到很多问题:首先,力传感器尺寸和安装条件会受到限制;其次,要考虑如何保证嵌入的弹簧力传感器不会改变耦合点的实际工作状态(如预应力),还需考虑如何保证弹簧相对位移的测量精度。2.2间接测量法间接测量法不需要嵌入力传感器,这在一定程度上避免了直接测量法的不足,因而它是工程中常用的方法。间接测量法主要分为复
8、刚度法和逆矩阵法二种。2.2.1复刚度法工作力按下式求得:(6)Fw=KwXpw-Xaw式中:
