论文部分内容阅读
矿车在大型矿区作为主要运输工具应用越来越普遍，在提高运输效率的同时，由于行驶路面不平度较大及大功率柴油机振动较大，导致矿车产生的振动噪声较大，严重影响了驾驶员的乘坐舒适性。因此，改善矿车驾驶室内的振动噪声，提高驾驶室员的乘坐舒适性，成为矿车在设计过程中必不可少的考虑因素。 本文是某型矿车驾驶室悬置系统作为研究对象，基于TPA技术对矿车驾驶室悬置系统进行隔振优化，通过驾驶室有限元模型及悬置系统模型建立驾驶室传递路径分析模型，对驾驶室悬置系统四个悬置点分别进行传递函数分析，接着对悬置系统进行传递路径及悬置点激励贡献量进行分析，通过贡献量分析找出对驾驶室振动噪声影响较大的因素，从而对驾驶室悬置系统进行优化，以提高驾驶室的声学舒适性能。其主要内容如下： （1）本文首先建立了橡胶悬置有限元模型，通过ABAQUS软件在三种应变状态及三种最大应力水平组合下对橡胶材料各本构模型进行分析，得到各本构模型对应的材料参数，选用Mooney-Rivlin模型模拟橡胶超弹性材料的材料属性，施加约束和边界条件，对橡胶结构进行轴向、径向及扭转刚度仿真计算，通过仿真计算曲线与试验曲线进行对比可知，仿真曲线在误差允许范围内与试验曲线吻合程度较好，证明了橡胶结构的建模与分析方法的正确性。 （2）建立驾驶室结构有限元模型及声腔有限元模型，对结构模态及声腔模态进行分析，了解驾驶室的振动特性及声腔声压分布情况。通过对声压云图分析可以看出，声压分布是左右对称的，同时零声压线在驾驶员两耳附近，从而验证了驾驶室结构设计的合理性。接着对驾驶室四个悬置点分别进行声学传递函数分析及声学响应分析，可以看出各悬置引起驾驶室噪声声压的响应情况，为对驾驶室悬置系统进行传递路径分析奠定基础。 （3）根据传递路径分析理论，在LMS Virtual.lab Noise&Vibration中Transfer Path Analysis模块中对驾驶室悬置系统进行传递路径贡献量分析。通过综合考虑传递路径相位与幅值贡献量分析，找出了影响驾驶室振动的主要传递路径，要改善车内振动噪声水平，应对驾驶室悬置的隔振性能进行改进，尤其是 Z方向的隔振性能。然后通过传递路径相关贡献量分析，分析了对驾驶室结构传递特性和悬置激励的影响，得出影响驾驶室振动主要是悬置处激励引起。 （4）在LMS Virtual.Lab Optimization模块中，选择悬置处的三向刚度为设计变量，以驾驶室座椅导轨处的加速度均方根值（RMS）作为优化目标，采用三水平全因子和拉丁超立方试验设计相结合的方法对设计变量进行采样，通过DOE试验设计结果，建立了设计变量与优化目标之间的响应面（RSM）模型，最后采用二次序列规划(Seq.Quadratic Prog)优化算法对响应面模型进行优化。经过验证，悬置优化后驾驶室内噪声声压级峰值得到明显的下降，改善了驾驶室的NVH性能。