【摘要】：本文主要運(yùn)用有限元分析方法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法對(duì)輕型卡車駕駛室的結(jié)構(gòu)靜動(dòng)態(tài)特性和聲學(xué)特性進(jìn)行了研究。一方面,運(yùn)用拓?fù)鋬?yōu)化和尺寸優(yōu)化相結(jié)合的方法提高了駕駛室的模態(tài)特性和彎扭剛度。另一方面,采用添加阻尼材料的方式降低了駕駛室內(nèi)部噪聲,并對(duì)阻尼材料進(jìn)行了優(yōu)化布局,節(jié)省了材料。首先建立了駕駛室結(jié)構(gòu)有限元模型,并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。在Optistruct軟件中,分析了駕駛室的自由模態(tài)和彎曲、扭轉(zhuǎn)剛度,得出了駕駛室第一階模態(tài)頻率偏低,彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度不足的結(jié)論。為了改善駕駛室結(jié)構(gòu)的靜動(dòng)態(tài)特性,首先采用拓?fù)鋬?yōu)化的方法找到駕駛室結(jié)構(gòu)薄弱的區(qū)域,采用添加加強(qiáng)板的方式提高其剛度,通過(guò)優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證了這種方案的合理性。然后對(duì)新增加的加強(qiáng)板的厚度進(jìn)行了尺寸優(yōu)化,使駕駛室靜動(dòng)態(tài)性能滿足要求的同時(shí)新增加的加強(qiáng)板的質(zhì)量最小。經(jīng)過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化和尺寸優(yōu)化后,在質(zhì)量相比優(yōu)化前增加1.7%的基礎(chǔ)上,駕駛室的第一階模態(tài)頻率相比優(yōu)化前提高了12.03%,彎曲剛度提高了9.8%,扭轉(zhuǎn)剛度提高了17.4%。在Hypermesh軟件中建立了駕駛室聲固耦合模型,分別對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化前和優(yōu)化后進(jìn)行了主駕右耳聲學(xué)頻率響應(yīng)分析,結(jié)果表明前文的結(jié)構(gòu)優(yōu)化在提高駕駛室靜動(dòng)態(tài)性能的同時(shí)也對(duì)駕駛室內(nèi)部噪聲也有一定的降噪作用。通過(guò)計(jì)算駕駛室場(chǎng)點(diǎn)聲學(xué)頻率響應(yīng)曲線,確定出主要的峰值頻率作為后續(xù)的優(yōu)化目標(biāo),計(jì)算出峰值頻率點(diǎn)的板件貢獻(xiàn)量、模態(tài)貢獻(xiàn)量和節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)量,綜合利用這些聲學(xué)診斷方法確定出需要優(yōu)化的板件和局部區(qū)域。采用鋪設(shè)阻尼材料的方式來(lái)改善駕駛室的聲學(xué)性能。首先分析了自由阻尼材料和約束阻尼材料的降噪效果,然后以頂棚鋪設(shè)阻尼材料為例,對(duì)頂棚自由阻尼層進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化,有效降低了特定頻率處的聲壓,并且拓?fù)鋬?yōu)化后阻尼材料保留的部分與節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)量較大的區(qū)域基本一致,為下文多頻率聲壓級(jí)的阻尼優(yōu)化方法的提出做鋪墊。采用了兩種方法對(duì)阻尼材料進(jìn)行了優(yōu)化布置,其中板件貢獻(xiàn)量結(jié)合綜合模態(tài)應(yīng)變能的方法計(jì)算效率快,但對(duì)峰值降噪效果有限,節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)量結(jié)合拓?fù)鋬?yōu)化的方法對(duì)駕駛室峰值噪聲降噪明顯,而且對(duì)整段頻率都有很好的降噪作用,并且阻尼材料的使用量比上一種方法更少,但計(jì)算效率相對(duì)較慢�？傊�,這兩種阻尼鋪設(shè)方法對(duì)駕駛室聲學(xué)性能都有一定的改善,達(dá)到了預(yù)期的降噪效果,具有一定的工程意義。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U463.81
【圖文】：

圖 2.1ACM2 焊點(diǎn)模型Fig 2.1 Model of solder joint部分的網(wǎng)格劃分完成之后需要設(shè)置駕駛室各個(gè)板為鋼材，在 Hypermesh 中 MAT1 卡片進(jìn)行賦予，實(shí)際厚度，并在屬性 PSHELL 中的 T 進(jìn)行賦值，表 2.1 駕駛室材料參數(shù)Tab 2.1 Property of materials for cab料 卡片彈性模量（MPa）泊松比 密度（t/mm MAT1 2.1 1050.3 7.9 10

圖 2.1ACM2 焊點(diǎn)模型Fig 2.1 Model of solder joint成部分的網(wǎng)格劃分完成之后需要設(shè)置駕駛室各個(gè)板件的料為鋼材，在 Hypermesh 中 MAT1 卡片進(jìn)行賦予，而的實(shí)際厚度，并在屬性 PSHELL 中的 T 進(jìn)行賦值，具表 2.1 駕駛室材料參數(shù)Tab 2.1 Property of materials for cab材料 卡片彈性模量（MPa）泊松比 密度（t/mm3）鋼 MAT1 2.1 1050.3 7.9 10-9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2720331