汽車振動(dòng)與噪聲控制及工程案例

目錄
前言
第1章 汽車振動(dòng)與噪聲概述 1
1.1 引言 1
1.2 汽車中的振動(dòng)與噪聲問題 2
1.3 本書體系及安排 6
第2章 汽車振動(dòng)理論基礎(chǔ) 9
2.1 振動(dòng)的基本概念 9
2.1.1 振動(dòng)的基本參數(shù) 9
2.1.2 線性振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng) 10
2.2 汽車振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化 11
2.2.1 汽車振動(dòng)的整車模型 11
2.2.2 二分之一汽車側(cè)傾振動(dòng)模型 13
2.2.3 雙軸汽車俯仰振動(dòng)模型 14
2.2.4 四分之一汽車的兩自由度振動(dòng)模型 15
2.2.5 汽車單自由度振動(dòng)模型 16
2.3 單自由度系統(tǒng)振動(dòng) 17
2.3.1 單自由度自由振動(dòng) 17
2.3.2 單自由度系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng) 19
2.4 多自由度系統(tǒng)振動(dòng) 24
2.4.1 多自由度系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程 24
2.4.2 多自由度系統(tǒng)的固有圓頻率和主振型 27
2.4.3 模態(tài)分析法求無阻尼多自由度系統(tǒng)的響應(yīng) 28
2.4.4 黏性阻尼系統(tǒng) 32
2.5 連續(xù)彈性系統(tǒng)振動(dòng) 34
2.5.1 桿的縱向振動(dòng) 34
2.5.2 軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 36
2.5.3 梁的橫向振動(dòng) 38
2.5.4 薄板彎曲振動(dòng) 41
2.6 汽車的隨機(jī)振動(dòng) 44
2.6.1 隨機(jī)振動(dòng)概述 44
2.6.2 平穩(wěn)隨機(jī)激勵(lì)下的響應(yīng) 44
2.6.3 多自由度系統(tǒng)的隨機(jī)激勵(lì)響應(yīng) 46
2.6.4 路面隨機(jī)輸入的汽車時(shí)頻模型 48
參考文獻(xiàn) 50
第3章 汽車聲學(xué)理論基礎(chǔ) 52
3.1 聲學(xué)基本概念 52
3.1.1 聲學(xué)概述 52
3.1.2 聲波的相關(guān)參數(shù) 52
3.2 聲學(xué)方程的建立 54
3.2.1 運(yùn)動(dòng)方程 54
3.2.2 連續(xù)方程 55
3.2.3 熱力學(xué)狀態(tài)方程 56
3.2.4 波動(dòng)方程 56
3.3 聲波的輻射及傳播 56
3.3.1 聲輻射 56
3.3.2 聲波的傳播 61
3.3.3 聲波的吸聲原理與影響因素 66
3.3.4 聲波的隔聲原理及聲傳遞損失 74
3.3.5 聲波的孔隙傳播 80
3.4 聲腔模態(tài)與板貢獻(xiàn)量 82
3.4.1 聲腔模態(tài)的定義與形式 82
3.4.2 聲腔模態(tài)的計(jì)算 82
3.4.3 聲腔模態(tài)與結(jié)構(gòu)模態(tài)的耦合 83
3.4.4 板貢獻(xiàn)量的概念 83
3.4.5 板振動(dòng)與聲輻射貢獻(xiàn)源分析 84
參考文獻(xiàn) 85
第4章 汽車振動(dòng)與噪聲分析方法 87
4.1 振動(dòng)與噪聲的測(cè)試技術(shù) 87
4.1.1 振動(dòng)測(cè)試技術(shù) 87
4.1.2 噪聲測(cè)試技術(shù) 93
4.2 振動(dòng)與噪聲的分析與評(píng)價(jià)方法 106
4.2.1 有限元法 106
4.2.2 邊界元法 110
4.2.3 統(tǒng)計(jì)能量分析法 111
4.2.4 傳遞路徑分析法 114
4.2.5 基于灰色理論的汽車振動(dòng)與噪聲的評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè) 117
4.3 灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法在汽車振動(dòng)性能預(yù)測(cè)中的應(yīng)用案例 126
參考文獻(xiàn) 130
第5章 汽車整車振動(dòng)與噪聲控制 134
5.1 汽車振動(dòng)與噪聲的來源 134
5.2 人體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)與舒適性評(píng)價(jià) 134
5.2.1 人體機(jī)械模型 135
5.2.2 人體對(duì)振動(dòng)響應(yīng)的因素分析 136
5.2.3 人體的駕駛坐姿模型 137
5.2.4 人體對(duì)振動(dòng)響應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)與計(jì)算方法 140
5.3 整車模態(tài)及頻率的規(guī)劃與匹配 144
5.3.1 整車的激勵(lì)頻率與固有頻率 144
5.3.2 整車模態(tài)規(guī)劃基本原則 146
5.3.3 整車模態(tài)規(guī)劃表 146
5.3.4 整車模態(tài)匹配流程 147
5.4 汽車噪聲的危害 149
5.5 汽車噪聲的評(píng)價(jià)與標(biāo)準(zhǔn) 150
5.5.1 車外噪聲評(píng)價(jià)與控制 150
5.5.2 汽車聲品質(zhì) 154
5.5.3 車內(nèi)聲品質(zhì)的主觀評(píng)價(jià)與方法 155
5.5.4 人耳的聽覺感知特性 158
5.5.5 客觀心理聲學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo) 160
5.5.6 車內(nèi)聲品質(zhì)的評(píng)價(jià)模型 166
5.5.7 車內(nèi)噪聲的工況分析與控制標(biāo)準(zhǔn) 167
5.6 汽車振動(dòng)與噪聲控制的開發(fā)流程 168
參考文獻(xiàn) 169
第6章 動(dòng)力總成系統(tǒng)振動(dòng)與噪聲控制 172
6.1 動(dòng)力總成懸置設(shè)計(jì)及分析方法 172
6.1.1 動(dòng)力總成的激勵(lì)源 172
6.1.2 懸置的系統(tǒng)布置及設(shè)計(jì)參數(shù) 173
6.1.3 動(dòng)力總成動(dòng)力學(xué)模型 177
6.1.4 動(dòng)力總成參數(shù)的測(cè)試方法 181
6.1.5 懸置隔振效果的評(píng)價(jià)指標(biāo) 183
6.2 排氣系統(tǒng)振動(dòng)與噪聲控制 190
6.2.1 排氣系統(tǒng)的組成和振動(dòng)噪聲源 190
6.2.2 排氣系統(tǒng)的振動(dòng)分析與控制 192
6.2.3 排氣系統(tǒng)的噪聲分析與控制 196
6.3 傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)與噪聲及其支承設(shè)計(jì) 197
6.3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成和振動(dòng)噪聲源 197
6.3.2 傳動(dòng)軸系的振動(dòng)與噪聲源分析及控制 197
6.3.3 齒輪嚙合引起的振動(dòng)噪聲及控制 202
6.4 基于 OptiStruct 的某汽車傳動(dòng)軸模態(tài)分析案例 205
參考文獻(xiàn) 215
第7章 道路激勵(lì)的振動(dòng)與噪聲控制 218
7.1 輪胎/路面的振動(dòng)與噪聲控制 218
7.1.1 概述 218
7.1.2 輪胎/路面的激勵(lì)噪聲 218
7.1.3 輪胎/路面噪聲的產(chǎn)生原理 219
7.1.4 輪胎/路面噪聲的控制 221
7.2 制動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)與噪聲控制 223
7.2.1 制動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)噪聲的分類及機(jī)理分析 223
7.2.2 低頻受迫振動(dòng)的特點(diǎn)及控制 226
7.2.3 低頻顫振與顫鳴的特點(diǎn)及控制 227
7.2.4 制動(dòng)嘯叫的特點(diǎn)及控制 228
7.3 主動(dòng)控制懸架及懸架性能分析與優(yōu)化案例 229
7.3.1 天棚阻尼減振器 229
7.3.2 麥弗遜式前懸架性能分析與優(yōu)化案例 230
7.4 車橋跳動(dòng)與振動(dòng)控制 239
7.4.1 車輪跳動(dòng) 239
7.4.2 車橋的交替跳動(dòng) 239
7.4.3 轉(zhuǎn)向輪的繞轉(zhuǎn) 240
7.4.4 前輪擺振 241
7.5 車架的振動(dòng)與控制 242
7.5.1 車架的幾何參數(shù) 242
7.5.2 車架的性能參數(shù) 244
7.5.3 車架對(duì)汽車振動(dòng)的影響和控制 246
7.6 車身支承的設(shè)計(jì)與分析 248
參考文獻(xiàn) 249
第8章 車身振動(dòng)與噪聲控制 253
8.1 車身整體框架結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析與控制 253
8.1.1 車身的整體框架結(jié)構(gòu)剛度及其控制 253
8.1.2 車身的模態(tài)及其控制 254
8.2 車身局部結(jié)構(gòu)振動(dòng)對(duì)噪聲的影響 254
8.2.1 局部模態(tài)引起的振動(dòng)與噪聲問題 254
8.2.2 局部模態(tài)的控制 260
8.3 聲學(xué)包裝 267
8.3.1 定義及其研究?jī)?nèi)容 267
8.3.2 聲學(xué)包裝的開發(fā)流程 268
8.3.3 聲學(xué)包裝的具體應(yīng)用 271
8.4 風(fēng)噪及其控制 275
8.4.1 風(fēng)噪概述 275
8.4.2 風(fēng)噪機(jī)理分析 276
8.4.3 風(fēng)噪的控制 284
8.5 汽車前圍板減振設(shè)計(jì)案例 287
參考文獻(xiàn) 291
第9章 汽車振動(dòng)與噪聲控制的工程案例 293
9.1 某皮卡汽車振動(dòng)與噪聲問題的試驗(yàn)研究 293
9.1.1 多車型噪聲對(duì)比試驗(yàn) 294
9.1.2 高速行駛車內(nèi)噪聲試驗(yàn)與分析 298
9.1.3 排擋桿振動(dòng)試驗(yàn)與分析 300
9.1.4 車內(nèi)振動(dòng)的傳遞路徑試驗(yàn)與分析 303
9.1.5 車門隔聲性能試驗(yàn)與分析 315
9.1.6 風(fēng)噪對(duì)車內(nèi)噪聲的影響分析 316
9.1.7 近場(chǎng)聲壓測(cè)試與分析 318
9.1.8 綜合分析結(jié)論與建議措施 324
9.2 某皮卡汽車動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的振動(dòng)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì) 324
9.2.1 動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化模型的建模參數(shù) 325
9.2.2 模型建立及檢驗(yàn) 332
9.2.3 動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì) 340
9.2.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)及改進(jìn)建議 342
9.2.5 小結(jié) 343
9.3 動(dòng)力總成懸置對(duì)整車振動(dòng)性能的影響分析 343
9.3.1 動(dòng)力總成懸置對(duì)整車振動(dòng)性能影響的分析方法 344
9.3.2 給定振動(dòng)目標(biāo)值，反求動(dòng)力總成懸置的力學(xué)特性 352
9.3.3 小結(jié) 353
9.4 某電動(dòng) SUV 車架動(dòng)態(tài)性能分析與優(yōu)化 353
9.4.1 車架結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)性能的有限元仿真分析 353
9.4.2 車架參數(shù)靈敏度分析及響應(yīng)面模型的建立 365
9.4.3 基于自適應(yīng)模擬退火算法的車架動(dòng)態(tài)性能 382
9.4.4 小結(jié) 386
參考文獻(xiàn) 387
彩圖