汽車噪聲的預測與控制

前言

　　汽車特別是轎車的振動與噪聲特性是表征汽車品質的重要指標。經驗證明，汽車在上了生產流水線以后如發(fā)現有振動、噪聲問題，將會造成重大損失，要對其進行改進則需付出高昂的代價。因而在汽車的設計階段就應把振動噪聲的控制和優(yōu)化作為重要內容和關鍵環(huán)節(jié)之一。某型汽車的設計方案確定之后，其振動噪聲特性在汽車制造出來后將會是怎樣的呢？符不符合設計者的設想？可以采用有限單元法或邊界元法、統(tǒng)計能量分析法對汽車的振動噪聲水平進行預估和分析計算。若評估的結果不理想，則可以對原設計方案中產生噪聲的原因進行分析，對振動源、噪聲源進行診斷，對振動、噪聲的傳遞路徑進行分析，甚至對原設計方案進行優(yōu)化設計，對原方案進行針對噪聲抑制的改進。這樣，在汽車的設計階段就可以較好地控制振動與噪聲，使得試制樣車的成功率更高，大大縮短新車開發(fā)的周期，降低新車型的開發(fā)成本。本書就是著重介紹這樣一種汽車噪聲特性的虛擬開發(fā)設計的技術，這在我國強調汽車工業(yè)走自主開發(fā)道路，著力開發(fā)自主汽車品牌的今天是具有重要意義的。　　本書著重介紹了汽車振動噪聲的三種預測方法，即有限單元法、邊界元法和統(tǒng)計能量分析法。其中以較大篇幅、較詳細地介紹了利用有限單元法進行聲學模態(tài)分析計算，汽車噪聲預測，聲源識別診斷以及車內噪聲水平的優(yōu)化設計等內容。本書還介紹了已生產制造的汽車在發(fā)現了噪聲問題以后的噪聲源識別的技術及解決噪聲問題的工程實例。本書第1章介紹了汽車噪聲控制的一些基本知識。第2～8章介紹如何應用有限單元法進行汽車噪聲的預測、識別和優(yōu)化設計。其中第2章介紹汽車內室聲學模態(tài)概念以及用有限單元法進行聲學模態(tài)即聲學固有特性的分析計算方法。第3章介紹汽車車身結構模態(tài)分析概念以及用有限單元法進行結構模態(tài)即結構固有特性分析計算的方法。第4章介紹橡膠彈性元件對汽車懸架系統(tǒng)、高頻振動與聲傳遞的影響及其在汽車噪聲設計中的重要作用。第5章介紹引起汽車內噪聲的兩大重要部件，汽車懸架系統(tǒng)及發(fā)動機懸置系統(tǒng)對汽車振動與噪聲影響的預估模型及分析計算方法。第4，5章的內容是為第6章利用有限單元法進行汽車車內噪聲的預測作準備的。第6章則在前兩章的基礎上介紹了聲固耦合概念以及如何應用有限單元法預測汽車在不同路況、不同車速時的車內噪聲水平的技術。第7章介紹汽車各結構件對車內噪聲的貢獻率的分析方法，能對造成車內噪聲貢獻率較大的板件進行診斷并采取控制措施。第8章介紹利用調整懸架系統(tǒng)中的橡膠元件或發(fā)動機懸置的橡膠元件的參數來優(yōu)化車內噪聲的技術。第9章介紹邊界元的概念以及利用邊界元法進行噪聲預測的方法。第10章介紹統(tǒng)計能量分析法的概念以及用統(tǒng)計能量分析法進行噪聲預測的方法和技術。第11章介紹汽車噪聲源的試驗識別技術。第12章較完整地介紹了6個成功的汽車噪聲控制的工程實例。

內容概要

　　系統(tǒng)地介紹了用有限單元法及聲固耦合原理在汽車的設計階段預測汽車車內噪聲水平的方法。內容包括：聲學模態(tài)，結構模態(tài)的分析計算，作為振動源的懸架系統(tǒng)和發(fā)動機系統(tǒng)的建模，車內噪聲的預估，結構板件的聲學貢獻分析及噪聲品質的優(yōu)化設計等。《汽車噪聲的預測與控制》還介紹了汽車噪聲預測的其他方法，如邊界元法，統(tǒng)計能量分析法。書中以大量成功的工程實例說明了本書所闡述技術的應用方法，內容新穎、詳實，是汽車虛擬設計的一個重要分支?！　　镀囋肼暤念A測與控制》可作業(yè)大學本科生及研究生的教材，也可作為汽車行業(yè)工程設計人員的參考用書。

書籍目錄

第1章緒論1.1汽車聲學知識入門1.2影響車內噪聲的主要因素1.3汽車噪聲控制的基本方法第2章汽車乘坐室聲學模態(tài)分析2.1汽車乘坐室聲學模態(tài)分析預測和工程意義2.2聲學流體基礎2.3聲學模態(tài)分析的有限元法2.4大型有限元軟件ANSYS的聲學分析功能2.5汽車乘坐室聲學模態(tài)分析原則2.6轎車乘坐室聲學模態(tài)實例2.7汽車車內空腔聲學模態(tài)測試技術第3章汽車車身結構的模態(tài)分析3.1模態(tài)分析技術簡介3.2汽車結構及零部件模態(tài)試驗3.3汽車結構模態(tài)分析的有限單元法3.4汽車板件振動模態(tài)的聲輻射效率第4章汽車懸架高頻固體振動特性4.1懸架振動模型的建立4.2橡膠支承雙質量振動系統(tǒng)模型分析4.3螺旋彈簧的喘振對振動傳遞特性的影響4.4車身與懸架系統(tǒng)結合處車身局部阻抗的影響4.5與試驗結果的印證第5章懸架振動與發(fā)動機振動對車身的激勵5.1包含橡膠支承元件的懸架振動模型5.2路面激勵譜5.3懸架系統(tǒng)的頻響函數5.4路面不平通過懸架對車身的激勵譜5.5包括副車架在內的發(fā)動機振動模型5.6發(fā)動機工作激勵譜5.7發(fā)動機振系的頻響函數5.8發(fā)動機振動對車身的激勵譜第6章利用有限元法進行車內噪聲預測6.1聲結構耦合的有限元方程6.2用大型有限元軟件ANSYS進行車內噪聲預測分析6.3在有限元建模時應注意的問題6.4車內噪聲預測實例分析第7章轎車結構振動對車內噪聲的聲學貢獻分析7.1結構振動對車內噪聲的聲學貢獻試驗方法7.2結構振動對車內噪聲的聲學貢獻計算機模擬7.3轎車結構對車內噪聲的聲學貢獻模擬分析實例第8章轎車車內聲場的優(yōu)化設計8.1汽車車內噪聲分析的動態(tài)子結構模型8.2車內噪聲優(yōu)化設計的數學模型8.3最優(yōu)化設計的予問題逼近法8.4通過懸架系統(tǒng)橡膠元件的優(yōu)化降低車內聲級8.5通過發(fā)動機支承元件的優(yōu)化降低車內聲級第9章車內噪聲預測的邊界元法9.1邊界元法的特點9.2復雜邊界條件的通用公式9.3轎車乘坐室轟鳴噪聲預測9.4發(fā)動機油底殼及發(fā)動機罩的噪聲輻射第10章車內噪聲預測的統(tǒng)計能量分析法10.1有限元法和邊界元法的局限性及統(tǒng)計能量法的特點10.2 SEA系統(tǒng)方程及子結構的劃分原則10.3轎車聲振系統(tǒng)子結構的模態(tài)密度10.4轎車聲振系統(tǒng)子結構的內部損耗因子與耦合損耗因子10.5汽車的振動、噪聲輸入功率10.6轎車車內噪聲預測實例10.7降噪措施效果預測第11章汽車車內噪聲聲源試驗識別技術11.1聲源識別在噪聲控制中的重要地位11.2聲源識別的一般方法11.3頻譜分析技術11.4相關函數與相干函數11.5利用聲強法識別聲源11.6小波變換在車輛噪聲源識別中的應用11.7聲全息方法識別汽車運動噪聲第12章轎車車內噪聲研究實例12.1車內噪聲解決思路12.2某型轎車后排座噪聲聲源識別與控制12.3某型轎車換裝發(fā)動機后所產生噪聲的治理12.4某型轎車車內空腔共鳴噪聲的降噪措施分析12.5減振器異常噪聲的試驗研究與分析12.6轎車車內噪聲源識別的道路試驗方法研究12.7汽車空調壓縮機引起的車內噪聲實驗研究參考文獻

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