一种机动车阻尼片优化布置方法与流程

本发明涉及机动车车身钣件技术领域，特别涉及一种机动车阻尼片优化布置方法。

背景技术：

车内噪声是影响乘员舒适性的重要因素。机动车在行驶过程中，会受到来自于路面的激励，通过底盘安装点传导进车身，使驾驶室产生轰鸣，影响司机与成员的乘车舒适性。为了降低车内噪声，工程师在车身钣件上布置阻尼片。

阻尼片是降低车内低频噪声的重要手段，但是如何正确有效的铺设是当前研究的重点。

传统铺设阻尼片的方法多是根据经验和参考相关车型的布置方案，或者直接继承了同样的布置方案来铺设。这种千篇一律铺设方法单一，并不能很好的匹配不同结构的车型，所以铺设后的效果往往不理想，既造成了材料资源的浪费，降低效率并且也达不到预期的效果。

目前的试验方法多是通过对阻尼片进行反复试验(张贴阻尼片，再撕掉阻尼片)来归纳出一套铺设的方法。这对于测试工程师来说操作量偏大，需要反复的验证测试如此反复，并且需求处理大量的数据，这种重复性工作，给测试工程师带来了巨大的不便，同时也增加了项目开发周期。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种机动车阻尼片优化布置方法。

本发明所采用的技术方案是：一种机动车阻尼片优化布置方法，其特征在于，包括以下步骤：

获得初始声压曲线的步骤，先对未布置阻尼片的车身进行实际激励声学响应分析，得到初始声压曲线，并寻找问题频率点；

寻找问题频率点的步骤，首先设定将35db～55db以内的声压作为人耳所能接纳的比较舒适的声压值，将该声压值作为目标值，将初始声压曲线与目标值进行比较，超过目标值的声压值峰值所对应的频率值作为问题频率点；

获得铺满阻尼片的声压曲线步骤，首先观察问题频率点下车身扳金的振动情况，再在车辆的地板上铺满阻尼片，然后对铺满阻尼片的车身进行实际激励声学响应分析，得到铺满阻尼片的声压曲线；

选择的步骤，如果铺满之后，能够使实际测量的声压值维持在声压值的目标值之内，并且和初始声压曲线相比，声压值有明显下降，则确定铺设方案；否则，阻尼片的铺设对于该辆车的声压值没有实质影响；

确定铺设方案的步骤，以阻尼片体积为设计变量，声压值目标值作为约束条件，获得阻尼片体积小且阻尼比大时的铺设方案。

本发明的有益效果是：该机动车阻尼片优化布置方法，可以根据不同车型进行不同的铺设优化，并实现阻尼比最大化与铺设最有效化，让问题的解决更加具有针对性与专业性。利用工程软件virtual.lab与optistruct&hypermesh进行联合仿真优化，将复杂的优化迭代过程交给计算机处理，提高工作效率，避免人力物力的浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中人耳处噪声响应曲线示意图；

图2为本发明实施例中阻尼片全铺布置方案的人耳处噪声响应曲线图；

图3为本发明实施例中带有阻尼片优化方案的人耳处噪声响应曲线图；

图4为本发明实施例中阻尼片布置流程图。

具体实施方式

使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图1～图4和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

机动车在行驶过程中，会受到很多不同的激励，其作用在车身上，使得车身钣件振动，随之激振车内声腔，产生噪音并作用于人耳。为了抑制钣件的振动，降低噪声，需要在钣件上贴阻尼片来实现抑制振动并降低噪声。

本发明实施例中采用的机动车阻尼片优化布置方法，包括以下步骤：

获得初始声压曲线的步骤，先对未布置阻尼片的车身进行实际激励声学响应分析，得到初始声压曲线，并寻找问题频率点；

寻找问题频率点的步骤，首先设定将35db～55db以内的声压作为人耳所能接纳的比较舒适的声压值，将该声压值作为目标值，将初始声压曲线与目标值进行比较，超过目标值的声压值峰值所对应的频率值作为问题频率点；

本实施例中根据实际路谱激励加载到trimmedbody模型中计算人耳噪声响应曲线，其中119hz、124hz处的声压值超过了声压值的目标值，使得乘员感觉不舒服，影响驾驶舒适性，如图1所示。

获得铺满阻尼片的声压曲线步骤，首先观察问题频率点下车身扳金的振动情况，再在车辆的地板上铺满阻尼片，然后对铺满阻尼片的车身进行实际激励声学响应分析，得到铺满阻尼片的声压曲线；

根据实际路谱激励加载到阻尼片全铺方案的trimmedbody模型中，计算出人耳噪声响应曲线(虚线为阻尼片方案全铺的声压曲线)。发现119hz，124hz处的问题峰值已经降低至目标线以下，证明阻尼片铺设起到了降噪作用，但存在铺设面积过大(增加成本)的问题，接下来需要对阻尼片的铺设进行拓补优化分析，以达到用最合理的铺设方案达到优化的效果。

确定铺设方案的步骤，以阻尼片体积为设计变量，声压值目标值作为约束条件，获得阻尼片体积小且阻尼比大时的铺设方案。

阻尼损耗因子是衡量系统的阻尼特性，其决定着系统振动能量的耗散能力，阻尼片对于声压的影响取决于阻尼片的灵敏度，在优化迭代的过程中，逐步删除灵敏度绝对值最小的单元，所以约束阻尼片的阻尼损耗因子的数学模型为：

findα＝(α1......αn)^t

maxηk

s.t.αi＝(0,1)

式中，n为阻尼片的单元数量，αi为第i的阻尼片单元的存在状态，0为删除，1为保留，w为阻尼片铺设最大面积，mi为单元质量，ηk为第k阶的阻尼损耗因子。在阻尼片优化的过程中，优化求解后单元密度为0(或者靠近0)被逐步删除，剩下的阻尼片材料将重新布置，达到阻尼比最大化。

对阻尼片进行拓补优化是将阻尼片的单元密度作为设计变量，跟阻尼片损耗因子灵敏度相似，其特性都是与结构与材料参数有关，在0～1之间连续取值，优化求解后的单元密度接近于1，则证明该单元很重要需要被保留；优化求解后的单位密度接近于0，则证明该单元可以被删除。对声压曲线设定目标值，规定最高峰值不可以超过目标值，拓补优化后的声压曲线如图3所示。

优化迭代30次后的声压曲线，可以看到119hz，124hz处的峰值均被控制在低于目标值。而且整体曲线依旧低于原始曲线，达到优化效果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。