当前,随着人们对生活环境和汽车振动噪声舒适性(NVH)的关注越来越高,以及各种振动噪声标准和法规的出台和升级,结构振动与噪声控制已经成为现代内燃机设计的一个重要研究方向。在设计阶段评估内燃机振动和和噪声辐射水平,基于数值仿真模型对整机结构进行声学优化,对确保内燃机产品能够满足日益严格的振动噪声要求,提升产品的市场竞争力,具有十分重要的意义。本课题综合运用有限元法、多体动力学以及边界元法对发动机结构噪声辐射进行了深入研究,并以某6缸柴油机为研究对象,进行结构振动与噪声预测,为结构改进提供参考依据。主要工作如下:①查阅与课题有关背景资料和理论知识,分析发动机结构振动噪声辐射预测研究的历史和现状,确定本课题研究的内容和技术方案;②在综合考虑仿真计算时间和速度的情况下,适当简化发动机三维模型,建立发动机组合体的有限元模型,进行模态分析。模态分析获得与发动机振动噪声有关的模态频率和振型,可用来验证有限元模型的合理性,也可以作为后面结构改进的参考。③在ECXITE Power Unit软件中建立发动机的多体动力学仿真模型,结合有限元模型进行多柔体动力学分析,获得发动机主要的激励力。考虑到发动机组合体有限元模型自由度数量非常大,利用矩阵静态缩减,可将模型自由度从几十万个缩减到几千个,在保证计算精度的同时也节省了时间和资源。④将多体动力学计算获得的时域激励力通过FFT变换到频域,作为频响计算的边界条件,利用Msc Nastran软件计算发动机表面的振动速度,为声学仿真提供边界条件。分析表面速度分布,可以了解不同频率下结构表面噪声辐射强弱的位置。⑤建立发动机声学边界元模型,导入发动机表面的振动速度,利用Virtual.Lab Acoustic声学仿真软件计算发动机表面辐射的噪声,得到声场场点上的声压、声强、声功率以及辐射效率等声学量,结合频响分析的结果,为结构改进提供参考。