汽車振動與噪聲控制及工程案例

目錄
前言
第1章 汽車振動與噪聲概述 1
1.1 引言 1
1.2 汽車中的振動與噪聲問題 2
1.3 本書體系及安排 6
第2章 汽車振動理論基礎(chǔ) 9
2.1 振動的基本概念 9
2.1.1 振動的基本參數(shù) 9
2.1.2 線性振動和扭轉(zhuǎn)振動系統(tǒng) 10
2.2 汽車振動系統(tǒng)的簡化 11
2.2.1 汽車振動的整車模型 11
2.2.2 二分之一汽車側(cè)傾振動模型 13
2.2.3 雙軸汽車俯仰振動模型 14
2.2.4 四分之一汽車的兩自由度振動模型 15
2.2.5 汽車單自由度振動模型 16
2.3 單自由度系統(tǒng)振動 17
2.3.1 單自由度自由振動 17
2.3.2 單自由度系統(tǒng)的強迫振動 19
2.4 多自由度系統(tǒng)振動 24
2.4.1 多自由度系統(tǒng)動力學(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 34
2.5.1 桿的縱向振動 34
2.5.2 軸的扭轉(zhuǎn)振動 36
2.5.3 梁的橫向振動 38
2.5.4 薄板彎曲振動 41
2.6 汽車的隨機振動 44
2.6.1 隨機振動概述 44
2.6.2 平穩(wěn)隨機激勵下的響應(yīng) 44
2.6.3 多自由度系統(tǒng)的隨機激勵響應(yīng) 46
2.6.4 路面隨機輸入的汽車時頻模型 48
參考文獻 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 運動方程 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 板貢獻量的概念 83
3.4.5 板振動與聲輻射貢獻源分析 84
參考文獻 85
第4章 汽車振動與噪聲分析方法 87
4.1 振動與噪聲的測試技術(shù) 87
4.1.1 振動測試技術(shù) 87
4.1.2 噪聲測試技術(shù) 93
4.2 振動與噪聲的分析與評價方法 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與噪聲的評價和預(yù)測 117
4.3 灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法在汽車振動性能預(yù)測中的應(yīng)用案例 126
參考文獻 130
第5章 汽車整車振動與噪聲控制 134
5.1 汽車振動與噪聲的來源 134
5.2 人體對振動的反應(yīng)與舒適性評價 134
5.2.1 人體機械模型 135
5.2.2 人體對振動響應(yīng)的因素分析 136
5.2.3 人體的駕駛坐姿模型 137
5.2.4 人體對振動響應(yīng)的評價指標(biāo)與計算方法 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 汽車噪聲的評價與標(biāo)準(zhǔn) 150
5.5.1 車外噪聲評價與控制 150
5.5.2 汽車聲品質(zhì) 154
5.5.3 車內(nèi)聲品質(zhì)的主觀評價與方法 155
5.5.4 人耳的聽覺感知特性 158
5.5.5 客觀心理聲學(xué)評價指標(biāo) 160
5.5.6 車內(nèi)聲品質(zhì)的評價模型 166
5.5.7 車內(nèi)噪聲的工況分析與控制標(biāo)準(zhǔn) 167
5.6 汽車振動與噪聲控制的開發(fā)流程 168
參考文獻 169
第6章 動力總成系統(tǒng)振動與噪聲控制 172
6.1 動力總成懸置設(shè)計及分析方法 172
6.1.1 動力總成的激勵源 172
6.1.2 懸置的系統(tǒng)布置及設(shè)計參數(shù) 173
6.1.3 動力總成動力學(xué)模型 177
6.1.4 動力總成參數(shù)的測試方法 181
6.1.5 懸置隔振效果的評價指標(biāo) 183
6.2 排氣系統(tǒng)振動與噪聲控制 190
6.2.1 排氣系統(tǒng)的組成和振動噪聲源 190
6.2.2 排氣系統(tǒng)的振動分析與控制 192
6.2.3 排氣系統(tǒng)的噪聲分析與控制 196
6.3 傳動系統(tǒng)振動與噪聲及其支承設(shè)計 197
6.3.1 傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成和振動噪聲源 197
6.3.2 傳動軸系的振動與噪聲源分析及控制 197
6.3.3 齒輪嚙合引起的振動噪聲及控制 202
6.4 基于 OptiStruct 的某汽車傳動軸模態(tài)分析案例 205
參考文獻 215
第7章 道路激勵的振動與噪聲控制 218
7.1 輪胎/路面的振動與噪聲控制 218
7.1.1 概述 218
7.1.2 輪胎/路面的激勵噪聲 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 制動系統(tǒng)振動與噪聲控制 223
7.2.1 制動系統(tǒng)振動噪聲的分類及機理分析 223
7.2.2 低頻受迫振動的特點及控制 226
7.2.3 低頻顫振與顫鳴的特點及控制 227
7.2.4 制動嘯叫的特點及控制 228
7.3 主動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 車橋跳動與振動控制 239
7.4.1 車輪跳動 239
7.4.2 車橋的交替跳動 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 車架對汽車振動的影響和控制 246
7.6 車身支承的設(shè)計與分析 248
參考文獻 249
第8章 車身振動與噪聲控制 253
8.1 車身整體框架結(jié)構(gòu)振動分析與控制 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)振動對噪聲的影響 254
8.2.1 局部模態(tài)引起的振動與噪聲問題 254
8.2.2 局部模態(tài)的控制 260
8.3 聲學(xué)包裝 267
8.3.1 定義及其研究內(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)計案例 287
參考文獻 291
第9章 汽車振動與噪聲控制的工程案例 293
9.1 某皮卡汽車振動與噪聲問題的試驗研究 293
9.1.1 多車型噪聲對比試驗 294
9.1.2 高速行駛車內(nèi)噪聲試驗與分析 298
9.1.3 排擋桿振動試驗與分析 300
9.1.4 車內(nèi)振動的傳遞路徑試驗與分析 303
9.1.5 車門隔聲性能試驗與分析 315
9.1.6 風(fēng)噪對車內(nèi)噪聲的影響分析 316
9.1.7 近場聲壓測試與分析 318
9.1.8 綜合分析結(jié)論與建議措施 324
9.2 某皮卡汽車動力總成懸置系統(tǒng)的振動分析及優(yōu)化設(shè)計 324
9.2.1 動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化模型的建模參數(shù) 325
9.2.2 模型建立及檢驗 332
9.2.3 動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 340
9.2.4 優(yōu)化設(shè)計及改進建議 342
9.2.5 小結(jié) 343
9.3 動力總成懸置對整車振動性能的影響分析 343
9.3.1 動力總成懸置對整車振動性能影響的分析方法 344
9.3.2 給定振動目標(biāo)值，反求動力總成懸置的力學(xué)特性 352
9.3.3 小結(jié) 353
9.4 某電動 SUV 車架動態(tài)性能分析與優(yōu)化 353
9.4.1 車架結(jié)構(gòu)動態(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態(tài)性能 382
9.4.4 小結(jié) 386
參考文獻 387
彩圖