汽车车身振动噪音控制混合数值方法研究

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1、学校代号10532学号B1102S026分类号U463.8密级公开博士学位论文汽车车身振动噪音控制混合数值方法研究学位申请人姓名吴飞培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称李光耀教授成艾国教授学科专业车辆工程研究方向汽车振动噪音控制方法研究论文提交日期2015年06月22日学校代号：10532学号：B1102S026密级：公开湖南大学博士学位论文汽车车身振动噪音控制混合数值方法研究学位申请人姓名：吴飞导师姓名及职称：李光耀教授成艾国教授培养单位：机械与运载工程学院学科专业：车辆工程论文提交日期：2015年06月22日论文答辩日期：2015年09月25日答辩委员会主席：

2、刘腾喜教授TheResearchofhybridnumericalMethodsforcontrolofVibrationandNoiseofVehicleBobyStructurebyWUFeiAdessertationssubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofEngineeringinMechanicalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLIGguangyao&CHENG

3、AiguoJune,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所。取得的研究成果除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡。献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。／作者签名：日期砕巧日＾学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可将

4、本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。／２、不保密因。＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）■２。，５：作者签名：ｉｔ日期年仪月＾日＇导师签名：？日期心。年〇月日／＾Ｕ！汽车车身振动噪音控制混合数值方法研究摘要在汽车行业高速发展的过程中，汽车振动噪音NV（NoiseVibration）的水平逐渐成为了车企及消费者共同关心的一个重要性能指标。汽车振动噪音产生的原因多样而复杂，不同的机理产生的振动噪音具有不同的频率特

5、点。车身结构振动噪音是影响车内噪音的一个重要因素，针对车身结构而进行的振动噪音研究与控制具有重要的工程意义。在目前汽车车身开发中，汽车车身结构振动噪音的优化设计主要集中在汽车正向开发的早期，早期的车身开发非常依赖于虚拟的CAE（ComputerAidedEngineering）技术，一旦车身开发前期设计存在问题，开发后期的更改将会涉及修改模具等一系列大的动作，修改成本十分昂贵。CAE是缩短车身开发周期，确保车身NV性能的关键。振动噪音数值方法又是构成CAE技术的核心，因此振动噪音数值仿真方法的精度和计算效率对车身设计的重要性是不言而喻的。在此背景下，本文依次介绍了各个

6、频率段的不同车身振动声学的仿真方法，总结了低频，中频，高频等不同的数值方法的主要特点，以及其相应的应用范围。针对目前数值方法中存在的局限性，提出了一系列改进的数值技术。本文的研究主要涉及到面向四个不同车身NV特性的数值方法，主要包含预测车身结构本体振动特性的数值方法、车身结构振动声学耦合方法、车身结构振动声学传递损失方法，以及车身结构振动辐射噪音方法，具体内容如下：（1）针对车身结构振动的预测问题，本文根据Reissner-Mindlin理论提出了一种基于单元节点和单元边的新型混合光滑有限元法（NS+ES-FEM），并将其应用于车身薄板结构的静力和自由振动分析。该方法

7、分别利用了基于单元节点的光滑有限元法（NS-FEM)和基于边的光滑有限元法（ES-FEM）各自的优势，巧妙地消除了薄板问题中的“剪切自锁”现象，其中弯曲应变域是采用基于单元边的梯度技术进行光滑处理，而剪切应变域是按照一定的比例权重分别应用了NS-FEM和ES-FEM的方法使其光滑，该比例权重系数可以通过一个简单的数学公式在考虑板厚度以及网格尺寸差异的情况下自动计算而得到。新方法中通过线性插值，采用了便于自动划分网格的三节点三角形单元，使得建立的FEM模型简单而稳定。为了便于引用，该新方法记为NS+ES-FEM。本文中多个标准数值算例表明该新型方法在自