本發(fā)明涉及汽車降噪領(lǐng)域，尤其是涉及一種利用統(tǒng)計能量分析進行車身側(cè)圍空腔阻隔結(jié)構(gòu)的布放方法。

背景技術(shù)：

車身側(cè)圍空腔阻隔塊部件可以一定程度上阻斷空氣聲在車身側(cè)圍的流動，進而減少從車外入侵至車內(nèi)乘員艙的噪聲，對降低車內(nèi)高頻噪聲具有重要作用，又因阻隔塊成本較低，成為抑制車內(nèi)高頻噪聲的的重要措施之一。

為了使車身側(cè)圍的空腔阻隔結(jié)構(gòu)具有較好的降噪效果，不僅需要阻隔結(jié)構(gòu)具有較好的隔聲性能，還需要合理布放在車身側(cè)圍的空腔中，因此如何確定空腔阻隔結(jié)構(gòu)在車身側(cè)圍的布放是關(guān)于阻隔結(jié)構(gòu)研究的重要方面。

為了研究阻隔結(jié)構(gòu)的降噪性能，人們進行過從材料級到部件級到整車級的試驗。目前的研究主要通過試驗手段研究阻隔結(jié)構(gòu)對整車聲學性能的改善，這里利用統(tǒng)計能量分析建立整車模型并簡化出側(cè)圍模型進行聲能量傳遞的三層次分析，根據(jù)分析結(jié)果進行阻隔結(jié)構(gòu)布放方案的正向優(yōu)化設(shè)計，可用于工程上汽車被動降噪的前期開發(fā)設(shè)計。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種方法簡單、適于前期設(shè)計、降噪效果好的車身側(cè)圍空腔阻隔結(jié)構(gòu)的布放方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種車身側(cè)圍空腔阻隔結(jié)構(gòu)的布放方法，包括以下步驟：

1)建立整車統(tǒng)計能量分析模型，并在模型中添加激勵源；

2)對整車統(tǒng)計能量分析模型進行簡化得到車身側(cè)圍模型，并將激勵源的位置等效為前輪罩、b柱下端和后輪罩；

3)分別獲取前輪罩、b柱下端和后輪罩處激勵源單獨激勵時對車內(nèi)聲腔的輸入聲功率的大小，并根據(jù)艙內(nèi)聲腔的輸入聲功率大小對三個激勵源進行重要性排序，最大的輸入聲功率對應的激勵源即為主要激勵源；

4)分別獲取在前輪罩、b柱下端和后輪罩處激勵源的共同激勵下，經(jīng)由各部分側(cè)圍空腔直接泄漏進入車內(nèi)聲腔的聲功率大小，并據(jù)此對各段側(cè)圍空腔進行重要性排序，泄漏聲功率較大的側(cè)圍空腔即為主要泄漏段；

5)在車身側(cè)圍模型中分別獲取在不同激勵源激勵下聲能量的主要傳遞路徑，并將不同激勵源對應的主要傳遞路徑相互重合的路徑作為公共傳遞路徑；

6)根據(jù)主要激勵源、主要泄漏段和公共傳遞路徑獲取空腔阻隔結(jié)構(gòu)的布放方案，并獲取在整車統(tǒng)計能量分析模型中該布放方案下車內(nèi)聲腔的聲壓級進行驗證。

所述的步驟1)中，噪聲源包括發(fā)動機噪聲輻射激勵、發(fā)動機振動對車身的激勵、懸架對車身的激勵和車外氣流對車身的脈動壓力

所述的步驟4)中，側(cè)圍空腔部分包括a柱、b柱、c柱、門檻梁、門檻梁和頂縱梁。

所述的步驟5)中，獲取主要傳遞路徑包括以下步驟：

分別獲取在每個激勵源激勵下所有輸入艙內(nèi)聲腔的傳遞路徑，并獲取所有傳遞路徑下對應的艙內(nèi)聲腔的輸入聲功率，并將輸入聲功率占比最高的傳遞路徑作為該激勵源激勵下的主要傳遞路徑。

所述的步驟6)中，生成空腔阻隔結(jié)構(gòu)的初步布放方案的方法包括：

1、盡量靠近主要激勵源，實現(xiàn)對主要激勵源的封堵，從源頭上抑制噪聲的傳播；

2、盡量靠近主要泄漏段，直接抑制容易產(chǎn)生噪聲泄漏的空腔向艙內(nèi)聲腔泄漏噪聲；

3、盡量封堵公共傳遞路徑，阻斷噪聲在車身側(cè)圍空腔內(nèi)的傳播過程。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明實現(xiàn)了車身側(cè)圍空腔阻隔結(jié)構(gòu)布放的正向優(yōu)化設(shè)計，通過分析主要激勵源、主要泄露段和聲能量在車身側(cè)圍的傳遞路徑，得到阻隔結(jié)構(gòu)的布放方案，在使用較少的阻隔結(jié)構(gòu)的情況下達到較好的降噪效果，有效解決了硬件成本與降噪效果之間的矛盾關(guān)系，適用于被動噪聲控制系統(tǒng)的前期設(shè)計開發(fā)中。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中建立的整車統(tǒng)計能量分析模型。

圖2為本發(fā)明中簡化的車身側(cè)圍統(tǒng)計能量分析模型。

圖3為本發(fā)明中利用的聲能量傳遞三層次劃分示意圖。

圖4為本發(fā)明中分析得到的不同激勵源對車內(nèi)聲腔聲功率輸入大小的對比。

圖5為本發(fā)明中的層次二中側(cè)圍空腔泄漏進車內(nèi)聲腔聲功率大小的對比。

圖6為本發(fā)明中前輪罩激勵下聲能量主要傳遞路徑示意圖。

圖7為本發(fā)明中前輪罩激勵下各主要傳遞路徑傳遞聲能量占比。

圖8為本發(fā)明中b柱下端激勵下聲能量主要傳遞路徑示意圖。

圖9為本發(fā)明中b柱下端激勵下各主要傳遞路徑傳遞聲能量占比。

圖10為本發(fā)明中后輪罩激勵下聲能量主要傳遞路徑示意圖。

圖11為本發(fā)明中后輪罩激勵下各主要傳遞路徑傳遞聲能量占比。

圖12為本發(fā)明中根據(jù)三層次分析結(jié)果制定的阻隔結(jié)構(gòu)布放方案。

圖13為本發(fā)明中優(yōu)化的布放方案降噪效果。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

實施例：

本發(fā)明提供一種利用統(tǒng)計能量分析進行車身側(cè)圍空腔阻隔結(jié)構(gòu)布放優(yōu)化的方法，包括以下步驟：

(1)建立整車統(tǒng)計能量分析模型，如圖1所示，并添加發(fā)動機噪聲輻射激勵、發(fā)動機振動對車身的激勵、懸架對車身的激勵以及車外氣流對車身的脈動壓力等；

(2)根據(jù)已建立的整車統(tǒng)計能量分析模型，簡化出車身側(cè)圍模型，如圖2所示，并將激勵簡化至前輪罩、b柱下端和后輪罩三處激勵源；

簡化出車身側(cè)圍統(tǒng)計能量分析模型，是在不影響結(jié)果精度的情況下，不考慮頂棚、發(fā)動機艙、前擋風玻璃等非側(cè)圍部件，同時由于整車模型的左右對稱性，側(cè)圍模型只考慮左半邊車身。整車模型中添加的外界激勵，在側(cè)圍模型中等效到前輪罩、b柱下端、后輪罩三處集中激勵源；

(3)車身側(cè)圍聲能量傳遞三層次劃分如圖3所示，分別獲取前輪罩、b柱下端和后輪罩處激勵源單獨作用時車內(nèi)聲腔的輸入聲功率的大小，如圖4所示，最大的輸入聲功率對應的激勵源即為主要激勵源，得到主要激勵源是前輪罩激勵；

(4)分析所有激勵下，經(jīng)由a、b、c柱以及門檻梁、頂縱梁等部分側(cè)圍空腔直接泄漏進入車內(nèi)聲腔的聲功率大小，泄漏聲功率較大的側(cè)圍空腔即為主要泄漏段，如圖5所示，得到主要泄漏段：b柱下段、b柱上段、a柱下段和c柱上段；

(5)分別分析前輪罩激勵、b柱下端激勵和后輪罩激勵作用下，聲能量的主要傳遞路徑，以前輪罩激勵下主要傳遞路徑為例，圖6是分析得到的前輪罩激勵能量主要傳遞路徑，圖7是各路徑傳遞聲能量占比。同樣圖8和圖9是b柱下端激勵下的主要傳遞路徑示意圖和各路徑傳遞聲能量占比，圖10和圖11是后輪罩激勵下的主要傳遞路徑示意圖和各路徑傳遞聲能量占比?？梢苑治霭l(fā)現(xiàn)，無論哪種激勵下，b柱都是一個重要的傳遞路徑；

(6)根據(jù)主要激勵源、主要泄露段和聲能量的主要傳遞路徑的分析結(jié)果，依據(jù)“盡量靠近主要激勵源”、“盡量靠近主要泄漏段”、“盡量封堵公共傳遞路徑”三條設(shè)計方法，制定空腔阻隔結(jié)構(gòu)的布放方案。本例主要激勵為前輪罩與b柱下段，因此在a柱下段與b柱下段放置阻隔結(jié)構(gòu)，為了切斷b柱這條公共傳遞路徑，在b柱再放置一處阻隔結(jié)構(gòu)，最后考慮到噪聲能量的泄露位置，在a柱與c柱安放兩道阻隔結(jié)構(gòu)。如圖12所示，根據(jù)布放方案將阻隔結(jié)構(gòu)放入整車統(tǒng)計能量分析模型，通過仿真計算得到車內(nèi)聲腔的聲壓級，得到阻隔結(jié)構(gòu)的降噪效果，如圖13所示，并可對比不同布放方案的降噪效果。

步驟(3)～(5)所述的分析主要激勵源、主要泄漏段和聲能量主要傳遞路徑具體是，將激勵源至車內(nèi)聲腔的傳遞過程分為三個層次，分別是激勵源(層次一)、側(cè)圍空腔(層次二)和車內(nèi)聲腔(層次三)，分別從激勵源、聲能量在側(cè)圍聲腔的傳遞路徑和泄漏進車內(nèi)聲腔的入口三個層面進行分析。

分析聲能量主要傳遞路徑具體是，首先從層次三著手，分析其聲能量來源，追溯到層次二，層次二空腔數(shù)目較多，并且聲能量可以在層次二的各個聲腔之間相互傳遞，故對于某個空腔內(nèi)聲能量采用同樣方法分析其來源，直到追溯到層次一的激勵源，最后確定一條從激勵源經(jīng)由側(cè)圍空腔，最后進入車內(nèi)聲腔的傳遞路徑。

上述對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解和應用本發(fā)明，熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。