论文部分内容阅读
结构辐射声作为驾驶室噪声重要组成部分,对拖拉机的NVH(Noise,Vibration and Harshness)性能具有重要影响。拖拉机驾驶室主要是由板件构成,板件振动对驾驶室耳旁噪声有直接影响,研究其结构振动噪声特性,对于改善驾驶室的结构辐射声性能,提升拖拉机的驾驶舒适性具有重要的工程价值。本文结合工程实际,对拖拉机驾驶室的振动噪声特性分析以及改进方案的研究,从驾驶室司机耳旁的结构辐射声出发,仿真分析驾驶室各板件的振动特性,筛选出振动薄弱的位置点及频率;从声固耦合的角度建立问题板件与噪声之间的关系,计算筛选出的板件对于耳旁噪声的贡献值,结合试验样车采集的实测数据验证了分析方法的有效性;最后,结合仿真与试验的结果,利用形貌和尺寸优化的方法进行结构整改。首先,分析声振传递过程,根据能量守恒与转化定律,振动源能量积累量多的板件一般辐射产生的噪声声压级大,利用模态应变能方法,结合有限元手段,得到拖拉机驾驶室的应变能积累和分布情况,筛选出结构薄弱的板件,分析得到其振动特性;再利用声固耦合理论,结合面板声学贡献度方法,建立驾驶室板件振动与结构辐射声之间的关系,计算筛选出的板件对于耳旁噪声的贡献值,验证筛选查找的问题频率点的精确性,仿真得到驾驶室有问题的直接激励板件。其次,利用实际测试数据验证基于有限元手段的两种方法结合的分析思路有效性。根据拖拉机的结构构成、测试标准以及试验目标制定测试方案,利用振动噪声的测试系统采集驾驶室各筛选板件的振动信号以及耳旁噪声信号,计算耳旁处信号的频谱对耳旁噪声进行评价,分析耳旁噪声的主要问题频率,再利用谱相关分析技术分析板件振动与声音信号的关系,实测数据分析得到引起耳旁噪声声压级过大的主要板件,将实测结果与仿真结果进行对比。最后,利用结构优化对问题结构件进行整改。利用形貌优化的方法找到最佳的布置加强筋的位置,改变板件的结构形式;利用尺寸优化的技术找到最优的板厚来提升板件刚度,依照仿真结果,制定整改计划并进行试验验证,最终减弱板件振动,降低耳旁噪声幅值。本文对于拖拉机驾驶室的结构辐射声部分进行声振特性仿真分析,通过样车的实测试验数据进行了验证。结果表明:利用模态应变能方法和面板声学贡献度方法相结合的分析方法,可以有效得到影响驾驶室结构辐射声的直接激励源板件和关键频率,并以此通过结构优化设计在具体结构方面进行整改,达到改善拖拉机驾驶室振动噪声性能的目的。