雨刮系统动力学分析及折返冲击噪声预测

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1、雨刮系统动力学分析及折返冲击噪声预测于哲2015年6月中图分类号：UDC分类号：雨刮系统动力学分析及折返冲击噪声预测作者姓名于哲学院名称机械与车辆学院指导教师覃文洁副教授答辩委员会主席张卫正教授申请学位工程硕士学科专业车辆工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月DynamicAnalysisofWiperSystemandNoisePredictionofBladeReverseCandidateName:ZheYuSchoolorDepartment:SchoolofMechanic

2、alEngineeringFacultyMentor:AssociateProf.WenjieQinChairThesisCommittee:Prof.WeizhengZhangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:VehicleEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:June,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得

3、的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要雨刮器在刮刷过程中产生的噪声是影响乘车舒适性的主要因素之一，随着人们对汽车舒适性要求的提高，雨刮器在刮刷过程尤其是折返过程中产生的噪声引起了人们的广泛关注。由于刮片与前挡风玻璃之间的动态接触压力

4、难以模拟和测量，使得雨刮器的噪声预测变得十分困难。本文针对某乘用车前车窗雨刮系统的折返噪声问题，建立了雨刮器多体系统动力学模型及前挡风玻璃与车厢腔体的声学模型，并进行仿真计算。对折返噪声的影响因素进行了讨论，并对雨刮器做了一定的改进。主要内容包括：（1）针对某乘用车前车窗雨刮系统，将刮片离散成多段刚体并用柔性梁、场连接以模拟刮片的纵向变形，将每段刮片离散段分为上下两部分并用旋转副与扭簧连接以模拟刮片的横向变形，并考虑刮片与前挡风玻璃之间的弹性接触，建立了包括电机输出轴、四连杆机构、刮臂、刮片及车身前

5、挡风玻璃在内的多体系统动力学模型，计算了雨刮器在高转速大摩擦、高转速小摩擦、低转速大摩擦、低转速小摩擦等四种不同工况工作过程中的刮刷均匀性及折返冲击力，并与试验数据进行了对比。（2）以动力学计算得到的折返冲击力结果作为边界条件，建立了前挡风玻璃与车厢腔体的声学模型，并进行声振耦合计算，得到了车厢内的声压分布，对雨刮器折返时刻驾驶员位置的声压大小进行了预测。（3）在雨刮系统动力学及声学分析的基础上，对雨刮器折返噪声的影响因素进行了讨论，确定了增大刮片扭转刚度、更改刮架支点位置等改进方案，针对低转速大摩

6、擦、高转速小摩擦两种常见工况，将改进之后的结果与原结果进行了对比，分析了不同方案的改进效果。关键词：雨刮器；系统动力学；声振耦合；折返噪声I北京理工大学硕士学位论文AbstractWipernoisegeneratedinthewipingprocessisoneofthemaininfluencefactorsaffectingthedrivingcomfort.Withtheimprovingrequirementsofautomobilecomfort,wipernoiseproducedin

7、thewipingprocess,especiallythereversalprocess,hasattractedwidespreadattention.Sincethedynamiccontactpressureofthecontactbetweenabladeandawindshieldglassisdifficulttobemeasured,itisalsodifficulttopredictthedegreeofthewipernoise.Inthispaper,intheviewofth

8、ereversalnoiseproblemofapassenger-vehiclewindscreenwipersystem,thesystemdynamicmodelsofthebothwipersonthesidesofthedriverandcopilotandtheacousticmodelcomposedofthewindscreenglassandthevehiclecavitywerebuiltandthedynamicanalysisandtheVib