鎂質車體前端設計開發(fā)及NVH性能優(yōu)化研究.pdf

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品上得到應用。
　　針對某型乘用汽車開展了鎂合金的應用研究。分析了儀表板橫梁原始結構的剛度、強度、模態(tài)等性能。采用壓鑄工藝設計鎂合金壓鑄結構替換原鋼質儀表板橫梁總成，零件數量由50個減少到7個，縮減率為86％。通過對鎂合金壓鑄結構進行相關性能分析，發(fā)現結構設計產生的問題。對結構進行結構設計改進，初步提高剛度性能。采用基

2、于多物理量的結構靈敏度分析及質量最小化的優(yōu)化模型進行鎂合金壓鑄結構的優(yōu)化設計，在滿足各項機械性能要求的同時，鎂合金替代件的質量比原鋼質結構減輕了46.6％。
　　對鎂合金組合板件進行了隔聲性能分析。根據單層板聲阻抗結果和夾層板的阻抗轉換定理得到雙層板隔聲量的推理結果。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。通過自行設計的混響箱，在消聲室內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)法對不同材質前圍板進行隔聲性能比較，發(fā)現該結構由鎂合金替換鋼質材料后，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構隔聲性能的前提。通過施加聲學包裝，發(fā)現在計算頻域中的低頻處產生隔聲性能惡化現象，同時分析結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)現鋼的隔聲性能優(yōu)于鎂合金，同時通過對關鍵區(qū)域進行聲學包裝設計，能產生明顯的聲學優(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。根據分析結果對關注頻率段的主要聲透射區(qū)域及相鄰板塊進行結構改進，發(fā)現其中一塊隔聲量變化明顯。以優(yōu)化第一階模態(tài)為目標，對該區(qū)域進行拓撲優(yōu)化設計。結果表明,隔聲低谷現象雖然得到了改善，但

5、高頻段聲學性能有所下降。對此現象，需要結合聲學包裝進行該頻段的聲學優(yōu)化。
　　建立了整車車內聲場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。將復合前圍板的每層材料厚度作為設計變量，以輕量化為目標，進行車內聲場優(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，得出結論GA法能得到全局解。經過對車內耳旁噪聲優(yōu)化迭代計算后，