• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      聲子晶體理論下的汽車頂棚減振優(yōu)化探索

      2018-12-05 17:32:27周秋生
      汽車與駕駛維修(維修版) 2018年8期
      關(guān)鍵詞:頂棚聲子局域

      周秋生

      (寧波福爾達(dá)智能科技有限公司 315321)

      1 汽車頂棚振動和噪聲問題研究背景及現(xiàn)狀

      汽車頂棚產(chǎn)生的振動和噪聲問題成為抵制汽車向更高層次發(fā)展的瓶頸,基于消費者對汽車乘坐的舒適性需求,要重點研究汽車頂棚振動和噪聲問題。由于汽車在高速運行的狀態(tài)下,會出現(xiàn)來自于汽車外部和內(nèi)部的噪聲,具體表現(xiàn)為:汽車內(nèi)部噪聲,如發(fā)動機(jī)和變速器高速運轉(zhuǎn)時生成的機(jī)械振動現(xiàn)象,由底盤、車架及頂棚進(jìn)入到車身部分支點中,從而引發(fā)汽車內(nèi)部的振動噪聲,同時,還有風(fēng)扇、渦輪增壓器等運行時的噪聲,都會使車身與空間產(chǎn)生摩擦而形成空氣動力紊流;汽車外部噪聲,如汽車鳴笛聲、風(fēng)噪聲及環(huán)境噪聲,也會由各種縫隙、孔洞及頂棚天窗等而進(jìn)入車體內(nèi)部[1]。

      現(xiàn)有的汽車內(nèi)部振動及噪聲控制方法,主要是針對支撐設(shè)備的板殼體結(jié)構(gòu)的振動問題而采取措施,主要包括以下3點。

      1.1 對振動噪聲源進(jìn)行消振控制和處理

      對于發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)的振動,是通過改變和優(yōu)化振動結(jié)構(gòu)的材料方式,達(dá)到抑制、消除振動及噪聲的目的,通常選取高分子材料和阻尼合金材料加以控制。同時,還可以將高精密的零部件設(shè)置在機(jī)器關(guān)鍵部位,提升振動部位的裝配精度,減少和消除共振現(xiàn)象。

      1.2 傳輸路徑中的振動隔離控制

      可以將吸聲棉安裝于汽車頂棚中,還可以將減振器或地毯安裝于車體內(nèi)部,利用這些材料的獨特彈性及阻尼作用,達(dá)到削弱振動及噪聲的效果。這種方式主要廣泛應(yīng)用于車體內(nèi)部飾品的安裝,從而達(dá)到減振和降噪的目的。

      1.3 優(yōu)化結(jié)構(gòu)及材料參數(shù),實現(xiàn)隔振、吸振功能

      這是將具有特殊性能的超材料粘貼于接收對象的外表面,轉(zhuǎn)換其接收的振動及噪聲,將其由動能轉(zhuǎn)化為熱能加以損耗,從而達(dá)到抑制振動和噪聲的作用。同時,還可以采用增加車身的密封性能,采用車身加筋處理及涂貼阻尼層等措施,進(jìn)而抑制振動和噪聲。

      上述這些傳統(tǒng)技術(shù)可以較好抑制和吸收汽車內(nèi)部高頻噪聲,然而對于車體內(nèi)部大面積板殼結(jié)構(gòu)設(shè)備自身的振動以及500 Hz以下的中低頻噪聲而言,這些技術(shù)卻沒有太好的效果。為此,要引入聲子晶體理論和思想,采用更加有效的人工周期性復(fù)合結(jié)構(gòu)材料,以解決大面積板殼結(jié)構(gòu)設(shè)備振動及中低頻噪聲的問題。

      2 聲子晶體理論研究概述

      聲子晶體是一種新型的隔音材料,具有一定頻率范圍的彈性波帶隙。在其組成部分中添加了壓電材料、節(jié)電彈性體及形狀記憶合金等智能材料,由不同的材料組成人工周期性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),在帶隙之內(nèi)的彈性波無法在聲子晶體中進(jìn)行傳播。當(dāng)聲子晶體結(jié)構(gòu)顯示出非周期性或非對稱性的狀態(tài)時,帶隙頻率范圍內(nèi)的彈性波會在缺陷部位生成局域態(tài)現(xiàn)象,可以較好地起到人工調(diào)控彈性波的動態(tài)狀態(tài)效果,實現(xiàn)對聲音的濾波轉(zhuǎn)換。由此可見,聲子晶體的帶隙特征以其超強(qiáng)的可設(shè)計及人工調(diào)控性,控制和改變材料或結(jié)構(gòu)參數(shù),形成一定頻率范圍內(nèi)的無振動環(huán)境,可較好的滿足汽車頂棚減振和降噪需求,是新型高效的減振方法。

      我國研究提出的基于局域共振機(jī)理的三維聲子晶體模型,是一種空間周期性點陣結(jié)構(gòu),其帶隙特性取決于局域共振單元的共振特性。由于其帶隙對應(yīng)的波長與晶格常數(shù)不在同一個數(shù)量級,帶隙頻率范圍較窄,對應(yīng)的彈性波衰減幅值也較小,可以實現(xiàn)良好的低頻降噪效果。經(jīng)過研究表明,20 mm厚的局域共振型結(jié)構(gòu)復(fù)合材料就可以較好屏蔽和吸收低頻彈性波噪聲,實現(xiàn)“小尺寸控制大波長”的低頻減振降噪效果。局域共振型聲子晶體板結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路主要體現(xiàn)為以下3種:在具有周期性通透孔穴的薄板上開出一個特殊孔穴結(jié)構(gòu),并嵌入局域共振單元;在外表面完整封閉的板結(jié)構(gòu)中設(shè)計局域共振單元;在破壞基體板結(jié)構(gòu)的均勻性和完整性前提下,建構(gòu)周期性排列垂直方向的“彈簧振子”結(jié)構(gòu)。

      3 聲子晶體結(jié)構(gòu)在汽車頂棚減振降噪中的優(yōu)化應(yīng)用探索

      聲子晶體結(jié)構(gòu)是當(dāng)前針對汽車頂棚減振降噪的前沿技術(shù)。由于板狀聲子晶體結(jié)構(gòu)顯示出優(yōu)越的帶隙特性,能夠?qū)崿F(xiàn)“小尺寸控制大波長”的低頻減振降噪效果。所以,要建構(gòu)汽車頂棚具有帶隙特性的復(fù)合聲子晶體結(jié)構(gòu),結(jié)合汽車頂棚板殼結(jié)構(gòu)的實際工況,將薄板的彎曲振動簡化為“歐拉伯努利梁”的縱向振動,使聲子晶體在汽車頂棚結(jié)構(gòu)減振降噪中能夠得以實現(xiàn)[2]。

      3.1 阻尼結(jié)構(gòu)下的汽車頂棚振動抑制分析

      為了抑制汽車頂棚的振動,可以采用鋪設(shè)阻尼層的方式,對汽車頂棚進(jìn)行特殊的阻尼處理,衰減來自于各層面的振動能量,實現(xiàn)減振降噪的效果。一般來說有2種阻尼處理方式:自由阻尼處理,是依賴于阻尼層的粘滯特性,衰減和損耗薄板結(jié)構(gòu)的彎曲振動能量,使之由動能轉(zhuǎn)換為熱能損耗,從而達(dá)到減振降噪的效果;附加約束阻尼處理,是在黏彈性阻尼層中添加一層約束阻尼層,形成一種夾芯層阻尼層結(jié)構(gòu),它會在頂棚薄板的彎曲振動下生成剪切應(yīng)變力,從而將汽車頂棚的動能轉(zhuǎn)化為熱能損耗,實現(xiàn)減振降噪的目的。

      在實際應(yīng)用之中通常采用自由阻尼處理方式,其相關(guān)的參數(shù)為:彈性模量為60 MPa;泊松比為0.49;密度為1 140 kg/m3;損耗因子為0.68。一般來說,選取2 mm厚的阻尼層,可以較好實現(xiàn)中低頻噪聲的處理,如果阻尼層厚度過大,則會降低中低頻減振降噪的效果。

      3.2 聲子晶體結(jié)構(gòu)在汽車頂棚上的應(yīng)用分析

      可以在汽車頂棚結(jié)構(gòu)中應(yīng)用板狀聲子晶體結(jié)構(gòu),在汽車頂棚薄板結(jié)構(gòu)中添加強(qiáng)肋板和阻尼層結(jié)構(gòu),優(yōu)化相應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料參數(shù),建構(gòu)汽車頂棚的“彈簧振子”結(jié)構(gòu)區(qū)域,并將4 mm厚的阻尼條安裝于板狀聲子晶體結(jié)構(gòu)之間,確保汽車頂棚結(jié)構(gòu)施工的準(zhǔn)確定位和工業(yè)化生產(chǎn)。

      可以建構(gòu)相同尺寸的汽車頂棚聲子晶體結(jié)構(gòu)薄板模型,在導(dǎo)入有限元軟件(Comsol)的前提下,仿真模擬聲子晶體結(jié)構(gòu)模型。通過對比可知,引入板狀聲子晶體結(jié)構(gòu)的汽車頂棚可以形成一定頻段的帶隙,較好實現(xiàn)對彈性波振動的抑制。

      由于汽車車身的頂棚板殼結(jié)構(gòu)會受到各種噪聲源影響,傳統(tǒng)的優(yōu)化振動部件、消聲器等措施難以達(dá)到減振降噪的效果。為此,要基于聲子晶體理論和思想,利用板狀聲子晶體結(jié)構(gòu)的優(yōu)良帶隙特性,采用阻尼粘貼等措施,對因彈性波而引發(fā)的車身頂棚板殼振動現(xiàn)象實現(xiàn)抑制,衰減多方面激勵而引發(fā)的振動能量,尤其是降低中低頻噪聲的處理應(yīng)用,體現(xiàn)出良好的減振降噪優(yōu)化效果。

      猜你喜歡
      頂棚聲子局域
      淺談汽車頂棚設(shè)計方法
      半無限板類聲子晶體帶隙仿真的PWE/NS-FEM方法
      納米表面聲子 首次實現(xiàn)三維成像
      聲子晶體覆蓋層吸聲機(jī)理研究
      汽車頂棚模塊化裝配工藝研究
      北京汽車(2019年4期)2019-09-17 06:24:22
      局域積分散列最近鄰查找算法
      電子測試(2018年18期)2018-11-14 02:30:34
      聚碳酸酯多層板材應(yīng)用于莫斯科盧日尼基體育場看臺頂棚
      上海建材(2018年4期)2018-03-20 12:18:00
      基于聲子晶體理論的導(dǎo)線防舞方法及數(shù)值驗證
      PET成像的高分辨率快速局域重建算法的建立
      基于局域波法和LSSVM的短期負(fù)荷預(yù)測
      電測與儀表(2015年7期)2015-04-09 11:39:50
      江安县| 明星| 炎陵县| 进贤县| 建湖县| 舒城县| 永定县| 肇东市| 巴林右旗| 大余县| 杭州市| 南乐县| 平利县| 南木林县| 景德镇市| 嘉禾县| 唐海县| 泰和县| 定日县| 松原市| 庄浪县| 桂林市| 渭南市| 磐石市| 龙南县| 澄城县| 寿阳县| 岑巩县| 海林市| 夹江县| 突泉县| 宜章县| 兴业县| 吴堡县| 太原市| 刚察县| 建宁县| 井陉县| 岑巩县| 本溪市| 阜新市|