车身结构阻尼材料减振降噪优化设计

中国科技期刊数据库 科研2015年12期 149车身前舱减震降噪的优化孔令振广东福迪汽车有限公司，广东 佛山 528225摘要：汽车是国民经济的支柱产业，中国经济的发展是由汽车产业所拉动的。

因此，中国汽车产业的产值、销售额、增加值的增长速度，应该高于 GDP 增速，销售额和利润高于 GDP 增速是我国汽车产业新常态的重要特征。

此外，我国新能源汽车由示范期进入发展期，增长速度会比较快，会成为世界第一大电动汽车市场，这也是增长新常态的一部分。

文章中主要介绍了SUV 汽车，然后介绍汽车车身前舱中存在的噪声和震动问题，最后介绍车身前舱减振降噪优化措施。

关键词：车身前舱；减震降噪；优化 中图分类号：U462.1 U461.91 文献标识码：A 文章编号：1671-5780(2015)12-0149-011 引言随着我国汽车工业的发展，车内噪声问题已成为衡量汽车品质好坏的重要标志之一。

车身振动不仅影响汽车使用寿命，同时振动能量通过声辐射等方式向车内传播，影响乘坐舒适性。

1.1 SUV 汽车的介绍SUV 即指运动型多用途汽车，其兼具了越野车的高通过性、轿车的舒适性及长途运转能力，集运动、休闲、商务于一身的优势使 SUV 车型深受消费者青睐。

尽管 SUV 市场持续高温多年，而且完全没有退烧的态势，但竞争格局却逐渐呈现出明显的变化——自主品牌 SUV 正成为中国SUV 车市的新增长点，同时紧凑型 SUV 一支独大的局面已经被打破，小型化 SUV 已渐成趋势，中大型的 7座 SUV 开始崛起。

2015 年，SUV 市场的亮眼表现，让自主品牌看到了希望。

目前，长城汽车、比亚迪、一汽奔腾和奇瑞汽车等多个乘用车生产企业的销售增量，主要贡献者均是来自 SUV 车型。

小型化趋势显著，从近几年各大厂商纷纷推出的产品不难看出，SUV 市场正在步入一个“小时代”。

SUV 小型化萌芽于 2012 年小型 SUV 的开山之作——长城 M4 的上市，凭借优于两厢车的空间和视野迅速占领市场。

车身结构振动噪声特性分析与优化摘要：驾驶室噪声对车内乘员的乘坐舒适性和身体健康产生直接的影响，汽车的 NVH 水平是整车设计与制造品质的重要体现，直接关系到汽车的市场竞争力。

结合某试生产阶段非承载式车身的怠速振动噪声问题，对车身整车结构进行噪声特性分析与优化。

关键词：车身结构；振动噪声；优化1.引言驾驶室内的振动噪声水平是车内乘员能直接感受到的汽车品质之一，对乘员的心理和生理产生重要的影响，恶劣的振动噪声水平容易导致疲劳和不适，甚至引发交通事故。

汽车的 NVH 水平关系到汽车的市场竞争力。

车身主要由板件焊接而成，板件结构在振动激励下的辐射噪声是车内低频噪声的主要来源。

利用车身模态分析，找出驾驶室结构中的薄弱处进行优化；或者针对板块辐射噪声大的区域进行局部刚度增强以及阻尼涂贴都是抑制车身低频噪声的有效方法。

整车开发流程中，经过方案设计、概念设计、工程设计以及样车试制阶段之后，就进入投产准备阶段。

汽车开发的各个阶段，NVH 性能开发与验证贯穿其中。

从设计到生产过程中，产品的结构往往会发生变化，使得 NVH目标与预期不相符的情况。

因此，驾驶室的减振降噪需根据汽车特定的生产阶段，综合考虑整车轻量化、碰撞安全性及成本等要求，采取合适的方案进行结构修改。

2.汽车振动噪声的传递与控制2.1车内噪声产生机理车内噪声是指经各种途径传入驾驶室及驾驶室内部产生的噪声。

主要的噪声源包括发动机噪声、轮胎噪声、进气噪声以及排气噪声等。

在理想状态下这些噪声源所占的车内噪声比例分别为 40%、35%、13%和12%。

传动系统的噪声也在车内噪声中占有一定比重。

在车辆不同的工况下，汽车车内主要噪声的类型也有一定差异。

怠速状态下，以发动机噪声及车身结构的辐射噪声为主；行驶状态下，轮胎噪声、进排气噪声以及风噪等噪声的比重随着车速的增加而迅速增加。

噪声源产生的噪声经汽车结构及空气两条途径传入驾驶室，形成驾驶室混响声场。

因此，通常将车内噪声分为结构噪声和空气传播噪声。

汽车减震系统的优化设计随着汽车产业的不断发展和进步，汽车的安全性和舒适性成为了人们购买车辆时的重要考虑因素之一。

而汽车减震系统作为保证车辆行驶平稳性和提升车辆舒适性的重要组成部分，其设计与优化变得尤为重要。

首先，汽车减震系统的主要作用是吸收和减少车辆行驶过程中的震动和冲击力。

如果汽车的减震系统设计不合理或者性能较差，车辆在行驶过程中将很容易出现颠簸、摇晃等不稳定情况，给驾驶者带来不良影响，并且对车辆及其零部件的寿命也会带来一定的影响。

为了更好地解决这一问题，要从减少震动和提升稳定性两个方面入手。

首先，设计减震系统时要考虑到车辆在不同路况下的行驶情况。

不同路况下的行驶速度和路面状况对减震系统的工作有着不同的要求。

在城市道路上，由于路面相对平整，车辆行驶速度较低，因此减震系统需要具备较好的舒适性和隔振能力；而在高速公路上，车辆行驶速度较快，对减震系统的稳定性和悬架控制能力有较高要求。

因此，在设计减震系统时，需要根据不同的路况和行驶状态，合理配置减震器的参数，以满足车辆在各种路况下的工作要求。

其次，减震系统的优化设计还需要兼顾车辆的操控性和路面粘着力的最佳组合。

现代汽车普遍采用独立悬挂结构，其悬挂系统包括减震器、弹簧等组件。

在设计减震器时，需要考虑到车辆的操控性要求，减震器的刚度和阻尼特性要与车辆的底盘刚度和质量相匹配，以保证车辆的悬挂系统在行驶过程中能够提供适当的支撑力和位移控制能力。

同时，减震器的调节范围也需要足够大，以适应不同行驶状态下的工作要求。

除了上述基本设计要求外，汽车减震系统的优化设计还应考虑到制造成本和能源消耗等因素。

对于高端豪华车型，为了追求更高的舒适性和性能，可以采用更复杂的减震系统，如电子减震系统等；而对于普通家用车型，则可以根据车辆类型和价位合理选择减震系统的参数配置。

综上所述，汽车减震系统的优化设计是提高车辆行驶平稳性和舒适性的重要一环。

合理配置减震器的参数、考虑车辆的操控性和路面粘着力的最佳组合，以及综合考虑制造成本和能源消耗等因素，都是优化设计的核心内容。

“阻尼材料”在减振降噪方面的应用——医院设计（十一）随着现代工业的持续发展，产生剧烈振动的工具和大功率机械不断增多，各种机械设备在运转及工作过程中带来的振动危害也日益严重。

为了减少这类振动和噪声给人们的生活和工作带来影响，使用阻尼材料进行减振降噪成为了解决上述问题有效的手段之一。

那阻尼材料是一种什么材料？这个需要先从阻尼说起。

什么是阻尼？指任何振动系统在振动中，由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性。

从减振角度看，就是将机械振动的能量转变成热量和其他可消耗的能量，从而达到减振的目的。

< 阻尼示意图>而在振动物体产生高的共振振幅前，先将一部分振动能在自身中消耗，以达到减少振幅、降低振幅为目的的材料，我们统称为阻尼材料。

在市面上，其种类繁多，概括起来可分为以下几种：1、黏弹性阻尼材料（即高聚物阻尼材料）2、复合阻尼材料3、陶瓷类耐高温阻尼材料4、智能型阻尼材料因不同阻尼材料的阻尼性能相差极大，大多数结构材料如金属材料的损耗因子较小，高聚物黏弹材料的损耗因子则较大。

< 高分子阻尼材料：Soundbox隔声毡>其中，高聚物阻尼材料作为一类新的功能材料，其阻尼性能比高阻尼合金要高出1-2个数量级。

具有一定优势的阻尼性能，已广泛应用于民用建筑、尖端武器装备、航天飞行器、航海、环境保护等各个方面。

那高聚物阻尼材料到底是一种怎样的材料，有什么作用？主要用在哪里？什么是高聚物阻尼材料？高聚物阻尼材料是以高分子量的聚合物制成的一种高分子阻尼材料，也可以说聚合度很高的聚合物是高分子，属于功能性阻尼材料。

< 高聚合物是高分子，高分子不局限于聚合物>它是一种具有吸声、隔热、防振等功能，多用在使用温度、使用频率下有较大内耗峰的材料。

如聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、丁基橡胶及丁腈橡胶等。

按使用方法可分喷涂型、自粘型和胶片型3种：1.喷涂型可直接通过喷涂或辊涂、刮涂的方式附着在结构基材表面上，如水性阻尼涂料；2.自粘型阻尼材料可直接粘在结构件表面；3.胶片型则用作垫片或用热压、涂施胶黏剂等方法粘接。

车身结构阻尼材料减振降噪优化设计郑玲;唐重才;韩志明;房占鹏【摘要】针对某一乘用车车身结构振动引起的声辐射，建立了车身结构、声学空腔以及声固耦合有限元模型，分析了该乘用车车身的声固耦合特性。

通过对车身各板件的贡献度分析，确定了对车内噪声贡献度最大的壁板。

针对该壁板的阻尼减振降噪优化设计，建立了拓扑优化模型，采用渐进优化算法（ESO），计算了阻尼材料的优化布局。

研究结果表明：阻尼材料的优化布局使阻尼材料的使用率大大提高，50％的阻尼材料用量能基本达到全覆盖阻尼材料壁板的降噪效果，阻尼结构优化设计对车内噪声控制具有一定的理论指导意义。

%The vehicle interior noise reduction was focused.The acoustic-structure property was analyzed based on white body,acoustic and acoustic-structure FEM models.Those body panels contributing most to interior noise were determined according to acoustic contribution analysis.To reduce the vibration and noise radiation,an optimization topology model was developed and Evolutionary Structural Optimization (ESO)method was introduced to obtain the optimal topology configuration of damping material.The results show that the optimal topology configuration can highly improve the efficiency of damping material.The noise reduction measure which requires 100% damping material coverage in the original design can be achieved by the use of 50% damping material coverage.The optimization design for damping structure supplies theoretical support to the vehicle interior noise reduction.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】6页(P42-47)【关键词】阻尼;渐进优化;贡献度;车内噪声;拓扑优化【作者】郑玲;唐重才;韩志明;房占鹏【作者单位】重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆 400044;重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆 400044;重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆400044;重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆 400044【正文语种】中文【中图分类】TH212;TH213.3随着我国汽车工业的发展，车内噪声问题已成为衡量汽车品质好坏的重要标志之一。

高铁车体减振设计与优化随着高速铁路的快速发展，高铁车体减振设计与优化变得越来越重要。

车体减振是保证列车行驶安全和乘客舒适度的关键因素。

本文将从材料选择、车体结构和减振器设计三个方面探讨高铁车体减振的设计与优化。

一、材料选择材料是决定车体重量和强度的关键。

为了提高车体的强度和减轻重量，材料的选择需要兼顾这两个方面。

目前，高铁车体常用的材料包括铝合金、钢和复合材料等。

相比较而言，铝合金具有轻质和高强度的特点，且具有优良的耐腐蚀性和成形性。

因此，铝合金常被用作高速列车车体的制造材料。

另外，复合材料也逐渐被应用于高铁车体制造中，它具有轻质、高强度和抗腐蚀的特点，同时还具有隔音隔热的效果，能够有效提高车内乘客的舒适度。

在材料选择方面，需要综合考虑车体的强度、轻量化和成本等因素，选择性价比最高的材料。

二、车体结构车体结构是决定减振效果的另一个重要因素。

车体结构的优化可以减小车体重量、提高强度和降低噪音等。

在车体结构设计中，需要考虑以下因素：（1）车体刚度：在车辆行驶过程中，车体往往会受到较大的冲击和震动。

因此，车体结构需要具有足够的刚度，能够承受外部冲击和震动，避免车体变形和破坏。

（2）车体轮廓：车体轮廓的设计直接影响车体风阻系数和气动噪声。

有时候，为了减小车体风阻系数，车体会采用更流线型的设计，但这可能会导致车体在高速行驶时产生较大的噪音。

（3）车体内部结构：车体内部结构的设计对于减振效果和舒适度都有着重要的影响。

车体内部结构需要合理布局，以达到减少震动的效果，同时还需要考虑乘客的乘坐舒适度。

以上几个因素都需要在车体结构的设计时综合考虑。

三、减振器设计在高铁车体减振方面，减振器是起到关键作用的部件。

减振器能够将车体受到的冲击和震动减少到最小，保证乘客的舒适度。

减振器的设计需要考虑如下因素：（1）安装位置：减振器的安装位置将决定其能否发挥最大的减振效果。

在设计之前需要进行模拟试验和分析，以确定最合适的安装位置。

基于车身模态和板块贡献分析的阻尼优化降噪方法研究张一麟;廖毅;莫品西;周江奇;严莉;蒋伟康【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】车身结构上的阻尼材料优化布置对车内振动和噪声控制有重要的意义。

以某实车的白车身为研究对象，基于有限元法和边界元法对车内声腔进行声场分析和车身板块进行声学贡献量分析，找出车内场点噪声声压峰值频率及对应的贡献量较大的板块。

进而基于白车身模态振型分析，对车身部件上的局部约束阻尼的敷设位置进行优化配置。

分析了阻尼优化布置前后分别在悬置、前悬架和后悬架等不同位置处激励下的车内噪声，确认了降噪优化方案的有效性，并在实车上进行了验证。

结果表明，对车身相关板块进行局部阻尼处理后，降低车内噪声2 dB（A），证明了该方法的有效性。

【总页数】6页(P153-157,174)【作者】张一麟;廖毅;莫品西;周江奇;严莉;蒋伟康【作者单位】上海交通大学振动冲击噪声研究所，上海 200240;上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州 545007;上海交通大学振动冲击噪声研究所，上海200240;上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州 545007;上海交通大学振动冲击噪声研究所，上海 200240;上海交通大学振动冲击噪声研究所，上海200240【正文语种】中文【中图分类】TH122【相关文献】1.车身结构阻尼材料减振降噪优化设计 [J], 郑玲;唐重才;韩志明;房占鹏2.基于车内综合声场贡献分析的车身板件声振优化 [J], 靳畅;周鋐3.基于声模态和板件贡献分析的车身降噪研究 [J], 侯献军;郭金;杜松泽;郭彩祎4.基于模态应变能分析和板件单元贡献分析的车身阻尼处理 [J], 朱林森;周鋐n;赵静5.基于车身板件声学贡献分析的声振优化 [J], 王二兵;周鋐;徐刚;封珺;石文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。