柴油机结构振动和辐射噪声特性研究

集多体动力学方法、有限元方法、声学边界元方法于一体,对某柴油机结构振动和结构辐射噪声特性系统地开展了数值预测和分析工作。通过模态试验数据修正了发动机各部件及组合结构有限元模型,确保了有限元模型的合理性。由计算所得发动机结构表面的振动速度值和试验值变化趋势一致,在部分频率段吻合较好。基于表面振动速度法通过Matlab编程获得了各部件的声功率级及其排序,能够有效地指导低噪声设计工作。通过有限元和边界元方法分别对不同激励工况下发动机结构振动响应和声学响应进行了预测,通过分析可知,在低频段范围内活塞激励和燃烧激励相对阀系激励对整机辐射噪声的影响大,高频段辐射噪声主要集中在1 700Hz左右频段,其中,阀系激励对该频段范围内辐射噪声的影响较大。     

基于声固耦合特性的消声器结构改进

为了研究排气消声器内部声场对消声器结构的影响,掌握消声器系统耦合特性,建立了消声器的声振耦合模型,对耦合系统中消声器壁板在声场影响下的振动位移进行分析。发现高频时,声场作用对结构振动位移的影响较大,特别是90Hz频率附近消声器壁的位移响应明显,影响消声器系统性能。为了保证消声单元性能的稳定性,以减小振动位移响应量为目标,对消声器结构进行改进,使得消声器壁板的振动位移减小,并使最大位移振动频段避开了激励频段。     

风、列车作用下大跨度斜拉桥索-梁相关振动研究

为了研究大跨度铁路斜拉桥在随机风、列车动力作用下索-梁相关振动导致的拉索振动状态,开发三维空间非线性有限元动力计算程序、列车动力学模型、风场模拟算法,以实际斜拉桥为研究对象,建立全桥三维有限元计算模型进行详细的计算分析。首先,分别使用拉索不分段与分段的全桥模型进行模态计算,讨论拉索局部振动特性与全桥振动特性之间的关系。然后,计算在简谐外激励作用下斜拉桥全桥的非线性振动时程,对比单根拉索在端部位移激励下的非线性振动特性与全桥结构中拉索发生大幅索-梁相关振动之间的差别,依据非线性振动理论,讨论实际斜拉桥中拉索发生索-梁相关振动的共振条件。最后,使用拉索分段的斜拉桥全桥模型,研究在三维空间中,风场动力作用、列车动力作用、风-列车-桥梁耦合动力作用在各个工况下对斜拉桥全桥索-梁相关振动的影响。研究结果表明：对于大跨度铁路斜拉桥,在实际日常运营状态下,风和列车的作用不会使结构进入非线性振动状态;单独的风或列车动力作用不会使拉索达到索-梁相关振动的共振条件;风-列车-桥梁耦合动力作用下拉索振动相对单独的风、列车作用更为明显,但也不会使拉索达到索-梁相关振动的共振条件。     

客车车身骨架谐响应分析

建立某款客车的车身骨架有限元模型,并进行谐响应分析,得到车身骨架在发动机激励下车身不同部位的频率响应曲线;分析结果可为解决车身振动问题、改进或者优化车身结构提供参考。     

汽车迟滞非线性动力系统仿真研究

通过轿车副车架橡胶支承的动态特性试验,实现了橡胶支承迟滞非线性特性的数学建模和参数识别。用动态子结构方法将整车模型划分为多个子结构,采用含连接子结构的自由界面模态综合法建立了整车非线性流固耦合模型。用MontoCarlo法模拟路面激励谱和发动机随机激励力谱,利用整车结构-声学耦合系统的运动微分方程,在时域内对路面激励和发动机激励产生的振动和车内噪声特性进行仿真模拟,并通过道路试验和台架试验对计算结果进行了验证。     

车内耦合声场振动噪声预测研究

建立了轿车车身结构有限元模型、车室声腔声学有限元模型,以及声固耦合模型;进行了车身结构模态分析、车室声腔声学模态分析和耦合声场模态分析.研究了声固耦合系统在发动机和路面激励作用下的车内声学响应,预测了车内振动噪声并分析了车身各板件的声学贡献.据此采取了相应的改进措施后,得到了较好的降噪效果.     

景逸汽车动力总成悬置支架的优化设计

建立了景逸汽车原动力总成悬置支架几何模型及有限元模型.模态分析结果表明.原支架设计的固有频率为267 Hz,与发动机工作转速下的激励频率相接近,在接近共振转速下会引起较大幅度的振动.对该悬置支架提出了4种优化设计结构方案,并根据分析结果选择其中较好的方案.道路试验结果表明,经过优化后的悬置支架可使整车振动和车内噪声明显降低.     

汽车整车噪声控制技术研究

建立消声器的三维有限元模型,利用声学软件对消声器进行性能仿真,研究了消声器内部三维声场,优化消声器的传递损失。利用发动机软件建立发动机和消声器的联合模型,进行发动机与消声器的耦合计算,研究发动机和消声器之间的相互作用。     

基于Motion的摩托车多体动力学建模和仿真

为了从整体上研究摩托车的振动特性,采用Virtuallab／motion软件建立摩托车多刚体动力学仿真模型,并在施加外部激励（发动机激励和路面激励）的条件下对其进行动力学仿真。通过对模型施加不同工况下的发动机激励来比较车架质心处的加速度;通过Virtuallab／motion仿真摩托车通过凸块的运动过程,计算得到车架质心处的加速度。计算结果表明,该摩托车的振动特性良好。     

基于DoE的车用消声器优化设计

针对某乘用车消声器在发动机转速1 500～3 000 r/min范围内尾管噪声偏大的问题,应用GT-Power软件建立发动机及排气系统模型,并对该模型进行了试验验证。应用DoE方法找到了对消声器性能影响较大的参数,建立了消声器性能综合评价体系。依据运行工况及指标的重要程度为各转速下的评价指标设计了相应的权重,通过多目标优化计算得到了最优化的消声器结构参数。优化后消声器的模拟计算结果表明,在发动机转速1 500~3 000 r/min范围内,尾管总噪声和2阶噪声有较大程度上的降低。     

FEM/BEM在轮胎振动和噪声特性分析中的应用

基于ABAQUS和SYSNOISE程序,给出了分析轮胎振动和噪声特性的有限元和边界元模型及完整方法（FEM/BEM）,并以此模型和方法对某半钢子午胎进行了模态分析,计算其在激励作用下的辐射声场.计算结果表明,只要有通过试验获得的轮胎在滚动过程中所受到的真实激励谱,利用本文的方法即可对轮胎的振动噪声进行预报.     

发动机结构噪声的计算机仿真分析

以一台四缸发动机为例,应用计算机仿真技术分析了发动机的结构振动噪声。首先建立发动机总成有限元模型,通过模态分析,为发动机的结构修改提供依据。根据车用发动机的实际使用工况,在不同转速及爆发压力下对其进行动力学计算,得到发动机的表面振动速度级。通过改进发动机结构,使发动机的表面振动速度级降低了5.6dB(A)。     

架桥机托架的模态分析和谐响应分析

针对高铁架桥机托架,建立其核心部件托架的有限元模型,并对有限元模型进行模态分析和谐响应分析,掌握托架在激励作用下的振动特性,求解其结构工作中,特别是过孔过程中的响应表现,为进一步的结构优化和改进提供理论基础和依据。     

摩托车车架振动性能优化的设计研究与应用

针对某款250型新开发摩托车车架,利用有限元理论建立整车参数化动力学模型,运用模态分析技术、谐响应分析技术、全局灵敏度分析技术及优化设计技术,分析车架动态特性及发动机激励下车架的振动响应,并改进了车架结构以降低振动,总结出一套摩托车车架振动性能优化设计流程,为类似产品的设计提供了参考。     

基于GT—Power的汽车排气消声器性能分析及改进

利用GT-Power软件建立了某发动机工作过程与消声器的耦合仿真模型,得到消声器的插入损失和压力损失,仿真计算结果与试验结果基本一致,验证了该仿真模型的正确性.在保证压力损失不大于32 kPa的设计要求下,对消声器结构进行了局部改进.仿真结果表明,改进后消声器中高转速下的插入损失增加1～2 dB(A),较好地满足了该消声器的消声性能要求.     

发动机罩板的有限元分析

为验证某款发动机罩板的结构强度和固有特性是否满足设计要求,文章利用HyperWorks软件对该发动机罩板进行了有限元建模、静力学分析和约束模态分析。通过分析发现它的刚度满足设计要求,但是由于它的低阶固有频率偏低,与发动机激励频率接近,因此发动机罩板会产生较大的振动。在后续改进设计中应采取减振措施,尽量减小发动机罩板的振动。     

路面连续减速带下汽车悬架的混沌振动分析

针对汽车通过连续减速带时所产生振动,采用二自由度非线性悬架系统为研究对象,分析其混沌动力学行为,从而实现对系统混沌进行抑制.通过分析高速公路上特殊路段连续减速带的参数和设置方式,建立其静态激励模型和得出动态激励相关函数,以数值仿真研究了非线性汽车模型在此激励下的混沌振动,获得导致系统发生混沌振动的频率条件,及车速、减速...     

汽车排气总管的振动控制

为减小菜轻型货车排气总管在发动机怠速情况下的振动，利用MSC／NASTRAN有限元分析软件对其进行模态分析。分析结果表明：怠速下发动机的激励频率与该排气总管的固有频率发生耦合，引起了共振。针对实际生产情况，通过改进发动机与排气总管的连接方式改变了排气总管的固有频率，降低了振动。     

轿车乘坐室轰鸣声的分析与控制研究

根据轰鸣声产生的机理,分析了某型轿车乘坐室内轰鸣声的特性、发动机隔振特性、乘坐室各壁板的振动特性以及顶棚模态试验和空腔声学模态,明确了该轰鸣声主要是由发动机二阶振动通过悬置传递到车身,并激励乘坐室顶棚结构振动和空腔声学模态耦合所致.提出了采用加强顶棚刚度来改变顶棚结构振动的固有频率并抑制其振幅的方法,以此削弱耦合作用.试验结果表明,该方法可有效控制轰鸣声.     

考虑路面不平整度因素的车路耦合系统非线性数值模型

利用有限元方法以车路耦合系统作为研究对象,开展路面不平整度影响下的车路耦合非线性数值模拟研究,建立了考虑路面不平整度因素的车路耦合非线性数值模型,包括车辆系统、道路系统、车辆与道路的接触3大部分,并模拟车辆行驶和轮胎的跳起等。在非线性模型计算过程中,设定车辆模型在道路表面以某一设定速度匀速运动,并利用道路不平整度频谱进行Fourier逆变换得到时域模拟的路面不平整度数值,以研究路面不平整度激励下车路耦合振动。研究所得主要结论:(1)在随机性路面不平整度影响下,通过对车路耦合非线性动力模型的计算结果数值以及动力模型所反映振动趋势的验证,得出该模型能较好地反映车路耦合作为一个大系统的振动情况,计算结果可信,具有较高的工程应用价值。(2)路面不平整度越差路面产生的振动位移也越大,算例显示同样条件下C级路面下的最大位移量是A级路面的1.31倍,但路面振动频率受不平整度的影响不明显。