車(chē)身薄板振動(dòng)分析及控制研究.pdf

1、車(chē)身的用途是承載乘客并為其提供舒適的空間，車(chē)身結(jié)構(gòu)振動(dòng)將直接影響乘車(chē)人的感受。轎車(chē)車(chē)身主要由以下幾部分組成:車(chē)身結(jié)構(gòu)件、車(chē)身覆蓋件、車(chē)門(mén)、車(chē)身內(nèi)外裝件與車(chē)身附件等，其中車(chē)身覆蓋件多數(shù)是沖壓成曲面的薄板。這些板見(jiàn)由于薄且支撐跨度大，剛度小，當(dāng)受到外界激勵(lì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)及因振動(dòng)而輻射出噪聲。因此對(duì)薄板振動(dòng)進(jìn)行分析與控制研究是一項(xiàng)非常有意義的工程課題。
　　車(chē)身薄板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)問(wèn)題大多數(shù)考慮低頻和中頻激勵(lì)情況，高頻則按噪聲問(wèn)題處理。薄板結(jié)

2、構(gòu)的固有頻率避開(kāi)激勵(lì)源頻率是振動(dòng)控制的基本要求。本文通過(guò)對(duì)薄板結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化提高薄板結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率，以期達(dá)到避頻的目的。被動(dòng)式動(dòng)力吸振器因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，容易安裝等優(yōu)點(diǎn)，常被作為一種振動(dòng)控制的方法。本文通過(guò)以單動(dòng)力吸振器和分布式動(dòng)力吸振器對(duì)薄板主振系統(tǒng)的吸振效果分析，為薄板結(jié)構(gòu)的吸振控制提供理論指導(dǎo)和設(shè)計(jì)方法。
　　論文首先以簡(jiǎn)支矩形薄板為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)薄板進(jìn)行縱橫方向沖筋及其布置、縱橫方向上加筋及其布置，以及改變薄板曲率等

3、，分析各種結(jié)構(gòu)方案的模態(tài)振型與頻率。研究發(fā)現(xiàn)對(duì)薄板沖筋和加筋數(shù)目增多，其模態(tài)頻率隨之增大;薄板曲率增大，薄板模態(tài)頻率也隨之增大。隨后以汽車(chē)頂蓋為實(shí)例，對(duì)其進(jìn)行縱向沖筋，發(fā)現(xiàn)雖然出現(xiàn)新的局部模態(tài)振型，但其整體模態(tài)頻率有所提高。
　　通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外動(dòng)力吸振器的研究現(xiàn)狀分析以及動(dòng)力吸振器理論的研究，針對(duì)控制簡(jiǎn)支薄板的一階模態(tài)，基于最優(yōu)同調(diào)與最優(yōu)阻尼條件公式，分析出單動(dòng)力吸振器和分布式動(dòng)力吸振器參數(shù)。在Hypermesh軟件中建立薄板模型并

4、附加動(dòng)力吸振器，利用位移頻響函數(shù)評(píng)價(jià)不同動(dòng)力吸振器對(duì)薄板結(jié)構(gòu)主振系統(tǒng)的吸振特性。發(fā)現(xiàn)單動(dòng)力吸振器只能在很窄的頻帶內(nèi)達(dá)到吸振的效果，而分布式吸振器不僅質(zhì)量輕且具有吸振頻帶較寬的優(yōu)點(diǎn)。
　　以車(chē)身頂蓋為研究對(duì)象，對(duì)其模態(tài)頻率為115Hz下最大振幅位置進(jìn)行振動(dòng)控制。在最大振幅處安裝單吸振器和分布式吸振器，并進(jìn)行吸振性能分析，分析驗(yàn)證動(dòng)力吸振器在車(chē)身頂蓋中的吸振效果。結(jié)果表明:分布式動(dòng)力吸振器對(duì)汽車(chē)頂蓋局部振動(dòng)具有明顯的吸振效果，而且吸振