本文關鍵詞：虛擬駕駛室內(nèi)聲品質預測分析與控制技術研究

  更多相關文章： 車內(nèi)聲品質 全頻噪聲 客觀心理聲學參數(shù) 場分布 貢獻分析 預測

【摘要】：聲品質能綜合分析聲音屬性,具有直接反映人主觀感覺的優(yōu)點。但對車輛聲品質主客觀參數(shù)的預測和分析應用一直是汽車行業(yè)的難題,其在車輛設計階段缺少類似于聲壓級分析的一套完整的聲品質主客觀參數(shù)預測分析技術,導致采用的優(yōu)化設計措施往往不能實質解決車輛的聲學舒適性。針對某國產(chǎn)重型商用車駕駛室內(nèi)聲學性能,基于子系統(tǒng)合成法和模態(tài)法,采用有限元(FE)聲-固耦合、混合FE-SEA和SEA方法建立統(tǒng)一的全頻噪聲計算理論和實體模型。在不影響FE駕駛室低頻噪聲模型準確性的前提下,適當簡化駕駛室FE子模型,并建立駕駛室FE-SEA與SEA子模型,使其具有相同數(shù)量和屬性的子系統(tǒng),包含54個主要結構子系統(tǒng)和14個聲腔子系統(tǒng)。同時采用解析法計算每個子系統(tǒng)的模態(tài)密度并以此為基礎準確劃分噪聲的低、中和高頻段,確定各子模型的噪聲計算范圍。綜合采用試驗和解析計算方法確定模型的參數(shù)和輸入激勵。在獲得駕駛室結構激勵的方法中,提出建立重型商用車駕駛室全浮式懸置系統(tǒng)的剛柔耦合動力學模型,同時結合時域波形再現(xiàn)(TWR:Time Waveform Replication)的方法優(yōu)化模型精度,簡化實車測試結構激勵的流程,計算得到的輸出加速度與實驗值的誤差為±3%。駕駛室的風噪激勵是基于N-S方程和大渦模擬(LES:Large Eddy Simulation)理論,采用流體動力學(CFD)方法模擬半消聲室風洞試驗,對駕駛室表面空氣脈動壓力進行數(shù)值模擬計算得到的。綜合噪聲聲品質的頻譜分布與頻域內(nèi)人聽覺系統(tǒng)特性,改進Zwicker客觀心理聲學參數(shù)模型,即響度、粗糙度、抖動度、尖銳度等。根據(jù)聲壓級分布場的原理建立基于頻域的穩(wěn)態(tài)混響場聲品質客觀心理聲學參數(shù)分布場的理論和計算方法。并提出了新的虛擬穩(wěn)態(tài)混響場的聲品質客觀心理聲學參數(shù)分布的聲源識別方法;聲品質客觀參數(shù)貢獻分析方法和聲振分解-合成傳遞函數(shù)分析方法,對駕駛室內(nèi)聲學性能和主要噪聲源進行預測分析。同時基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡方法建立了聲品質客觀參數(shù)與主觀煩躁度評價的相關模型,結合虛擬客觀心理聲學參數(shù)的計算結果預測聲品質主觀評價結果。以多維度、多角度以及全頻段預測評價車內(nèi)的聲學屬性,完成了虛擬設計階段從車輛結構設計參數(shù)到聲品質主客觀參數(shù)的相互轉換的過程,并通過實車道路試驗方法驗證模型的準確性。客觀參數(shù)預測結構的誤差達到±5%,主觀評價結果的預測誤差為±8%。以提高聲品質主觀評價結果為設計目標,基于以上分析確定影響駕駛室內(nèi)聲品質的聲振頻譜的敏感頻段及聲源位置,有針對性的采取與之對應的優(yōu)化措施,通過重構噪聲頻譜達到設計目標,以最經(jīng)濟有效的措施達到提高車內(nèi)聲學舒適性的目的。通過實車實驗驗證其最終的優(yōu)化措施,使駕駛室內(nèi)聲品質主觀煩躁度值提升了0.8。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.81

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本文編號：1280210