声品质驱动的低频结构优化设计研究
作者单位：湖南大学
学位级别：硕士
导师姓名：李光耀;高晖
授予年度：2017年
学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程]
主 题：声品质 参评者 声音信号 成对比较法 优化设计研究 声强 主观评价方法 贡献量 计权 硕士学位论文
摘 要：随着生活水平的提高，人们对汽车产品的振动、噪声、舒适度等方面要求越来越高，传统的噪声控制及评价方法已不能完全适用于人们对噪声的主观感受评价。声品质的概念应运而生，其所涵盖的标准包括响度、尖锐度、粗糙度和抖动度等。 本文研究重点为通过仿真手段确定低频结构噪声优化方案，从而改善实车中低频噪声响度声品质感受。通过声品质主观评价方法、低频结构噪声仿真方法、噪声测试方法及声学灵敏度优化方法的结合，建立完整的低频结构优化设计。 首先利用成对比较法对本文研究车型T和3款对标车型R1、R2、R3进行了响度声品质主观评价，得到四款车的主观评价结果，进一步确定研究车型响度声品质感受方面的优化方向。 然后对研究车型 T在30Km/h匀速行驶状态下的驾驶员右耳处的实测噪声频谱曲线和车身硬点载荷曲线进行了采集;建立 TB噪声仿真模型，将车身硬点的载荷加载到仿真模型，并进行求解;对试验采集的噪声频谱曲线和仿真噪声频谱曲线进行了对比，确定仿真曲线准确度，随后根据仿真频谱曲线，得到了仿真噪声响度值。 利用Moore响度计算公式，可以得到各个频带特征响度和总响度。针对各频带特征响度对总响度贡献程度不同，及各频带对应的结构敏感区域不同，本文提出了特征响度灵敏度和响度-结构灵敏度的概念，建立了声品质与产品结构变量之间的映射关系，确定了优化研究车型声品质的最佳目标频率。结合结构优化、增加阻尼等手段，进行多次迭代优化。优化前后的整车噪声仿真总响度分别为79.6sone、55.7sone。较初始状态，最终优化状态的总响度改善30%;目标优化频带为1.9ERB频带，特征响度由原来的16.7sone/ERB降到4.78sone/ERB，下降71%，优化效果明显。 优化结束之后，本文将仿真手段得到的优化方案在实车上进行了实施，并采集了优化后实车噪声信号，与对标车型 R1、R2、R3实车噪声信号进行响度声品质主观评价，结果表明，优化方案对实车的响度声品质有改善，表明本文优化流程具有较强的工程应用性。
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