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文檔簡介
1、鎂合金是一種新型的輕金屬材料,由于其重量輕、比剛度和比強度高、阻尼吸震性能及壓鑄性能好等優(yōu)點,越來越廣泛地在汽車產(chǎn)品上得到應(yīng)用。
針對某型乘用汽車開展了鎂合金的應(yīng)用研究。分析了儀表板橫梁原始結(jié)構(gòu)的剛度、強度、模態(tài)等性能。采用壓鑄工藝設(shè)計鎂合金壓鑄結(jié)構(gòu)替換原鋼質(zhì)儀表板橫梁總成,零件數(shù)量由50個減少到7個,縮減率為86%。通過對鎂合金壓鑄結(jié)構(gòu)進行相關(guān)性能分析,發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生的問題。對結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計改進,初步提高剛度性能。采用基
2、于多物理量的結(jié)構(gòu)靈敏度分析及質(zhì)量最小化的優(yōu)化模型進行鎂合金壓鑄結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計,在滿足各項機械性能要求的同時,鎂合金替代件的質(zhì)量比原鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)減輕了46.6%。
對鎂合金組合板件進行了隔聲性能分析。根據(jù)單層板聲阻抗結(jié)果和夾層板的阻抗轉(zhuǎn)換定理得到雙層板隔聲量的推理結(jié)果。分析了組合板空氣夾層厚度變化、不同厚度板件配置、單個板件厚度變化等多種情況對組合板件隔聲性能的影響。通過自行設(shè)計的混響箱,在消聲室內(nèi)對組合板件進行混響聲場條件下的噪聲
3、衰減性能的實驗研究,比較了混響聲場下不同組合板件的聲學(xué)性能。
對前圍板進行了鎂合金材料替換研究,重點考查了隔聲性能的變化。在低頻段采用FEM/IBEM(有限元-邊界元)法對不同材質(zhì)前圍板進行隔聲性能比較,發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)由鎂合金替換鋼質(zhì)材料后,重量減輕但隔聲性能并未下降,在某些頻段甚至更加良好。對前圍板孔洞密封是保障結(jié)構(gòu)隔聲性能的前提。通過施加聲學(xué)包裝,發(fā)現(xiàn)在計算頻域中的低頻處產(chǎn)生隔聲性能惡化現(xiàn)象,同時分析結(jié)果表明吸聲材料并非越厚越
4、好。采用FE-SEA法進行中高頻段隔聲性能分析,發(fā)現(xiàn)鋼的隔聲性能優(yōu)于鎂合金,同時通過對關(guān)鍵區(qū)域進行聲學(xué)包裝設(shè)計,能產(chǎn)生明顯的聲學(xué)優(yōu)化效果。
采用ATV法(聲傳遞向量法)進行聲貢獻量分析,得到貢獻量最大板塊,通過模態(tài)分析,確定了隔聲低谷的聲傳遞路徑。根據(jù)分析結(jié)果對關(guān)注頻率段的主要聲透射區(qū)域及相鄰板塊進行結(jié)構(gòu)改進,發(fā)現(xiàn)其中一塊隔聲量變化明顯。以優(yōu)化第一階模態(tài)為目標(biāo),對該區(qū)域進行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計。結(jié)果表明,隔聲低谷現(xiàn)象雖然得到了改善,但
5、高頻段聲學(xué)性能有所下降。對此現(xiàn)象,需要結(jié)合聲學(xué)包裝進行該頻段的聲學(xué)優(yōu)化。
建立了整車車內(nèi)聲場SEA(統(tǒng)計能量分析)模型。通過對前圍板材料進行替換,計算駕駛員耳旁噪聲,發(fā)現(xiàn)3mm鎂合金前圍板在高頻處相對于1mm鋼制前圍板的耳旁噪聲大。將復(fù)合前圍板的每層材料厚度作為設(shè)計變量,以輕量化為目標(biāo),進行車內(nèi)聲場優(yōu)化。通過MMA(移動漸近線)法和GA(基因遺傳法)法進行優(yōu)化比較,得出結(jié)論GA法能得到全局解。經(jīng)過對車內(nèi)耳旁噪聲優(yōu)化迭代計算后,
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