某MPV白車門NVH多學(xué)科優(yōu)化.pdf

1、車輛NVH性能越來越受到生產(chǎn)商和消費(fèi)者的重視,車門作為重要的覆蓋件與車身一起提供了密閉的乘坐空間。對白車門結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計可以提高車門性能、降低車內(nèi)噪聲。針對某MPV白車門NVH隔音量在中低頻噪聲存在的問題,本文主要進(jìn)行如下工作:
　　(1)根據(jù)白車門CATIA三維結(jié)構(gòu)模型,在Hypermesh中建立有限元模型,確定各板件的連接關(guān)系(包括翻邊、焊點、膠粘、螺栓、門鎖、和車窗玻璃連接)和玻璃的模擬;使用Optistruct對建立的有

2、限元模型進(jìn)行自由模態(tài)、車門窗框兩種受力工況、兩種下沉工況、四種扭轉(zhuǎn)工況下剛度和強(qiáng)度的有限元分析。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)針對分析結(jié)果對白車門各項性能進(jìn)行分析和評價,得到的性能參數(shù)為下一步的優(yōu)化設(shè)計提供參考標(biāo)準(zhǔn)。
　　(2)根據(jù)聲學(xué)有限元方法和聲振耦合理論推導(dǎo)矩形板聲傳遞損失表達(dá)式;同時根據(jù)理論計算,對比數(shù)值仿真Virtual.Lab FEM-AML方法,和實驗測試采用混響時間法(國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19889.3-2005)得出模型準(zhǔn)確性結(jié)論。比

3、較PML技術(shù)和AML技術(shù)后,在Virtual.lab中模擬混響室和消聲室,對白車門進(jìn)行強(qiáng)耦合隔音量實驗;得到100Hz-1000Hz范圍內(nèi)隔音量曲線,找到隔音量低谷的300Hz-400Hz頻率區(qū)間和板件,得到該處的聲壓云圖、位移振動幅值云圖和位移曲線。
　　(3)對比分析幾種試驗設(shè)計技術(shù)和近似模型方法,對白車門板件:內(nèi)外板和中上加強(qiáng)板Property_0.65、右下導(dǎo)槽Property_1.0、窗框上部Property_0.8、窗

4、框內(nèi)右和右下墊護(hù)Property_1.8、玻璃glass4.3、內(nèi)板外加厚Property_1.3等六塊板件的厚度參數(shù)作為設(shè)計因子,在輸入空間內(nèi)采用優(yōu)化拉丁方試驗設(shè)計采集樣本數(shù)據(jù),得到50組水平的試驗設(shè)計矩陣。以白車門一階彎曲模態(tài)、窗框前端剛度、窗框中部剛度、自重下沉剛度、750N工況下沉剛度、扭轉(zhuǎn)工況4強(qiáng)度、白車門質(zhì)量、300Hz-400Hz范圍內(nèi)隔音量均方根作為試驗設(shè)計的響應(yīng),在軟件Hypermesh、Optistruct、Virt

5、ual.lab13.6中計算輸出。最后在軟件isight中利用多項式響應(yīng)面模型建立關(guān)于六因子的近似模型,并對近似模型進(jìn)行誤差精度分析。分析結(jié)果表明近似模型的擬合精度較高,可以作為有限元模型的替代模型進(jìn)行優(yōu)化計算。
　　(4)根據(jù)建立的響應(yīng)面近似模型,在六個因子的設(shè)訃范圍內(nèi)使用優(yōu)化拉丁方再次進(jìn)行200次采樣,使用試驗設(shè)計后處理工具,得到主效應(yīng)圖、帕累托圖、交互效應(yīng)圖,找到因子之間的相互關(guān)系以及對輸出響應(yīng)的比重大小,將六個輸入x1、x

6、2、x3、x4、x5、x6作為優(yōu)化變量,以300Hz-400Hz范圍內(nèi)白車門隔音量均方根為優(yōu)化目標(biāo),以一階彎曲模態(tài)f1≥32Hz、窗框前端剛度wf≤6mm、窗框中部剛度wm≤6mm、自重下沉剛度sink1≤3.5mm、750N工況下沉剛度sink2≤4mm、白車門質(zhì)量m≤0.028ton、扭轉(zhuǎn)工況4強(qiáng)度tor4≤235MPa作為約束條件,使用多島遺傳算法對板件厚度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化結(jié)果表明,在白車門質(zhì)量略有增加的情況下,300Hz-40