车身结构NVH特性多目标拓扑优化研究.pdfVIP

机械设计与制造 第5期 1l6 Machinery Design Manufacture 2012年 5月 文章编号：1001—3997(2012)05—0l16一O2 ZHANG Yu，ZHANG Zhong—peng (ResearchInstituteofMechanicalEngineeringofSouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China) 【摘 要】建立了某车身地板结构动力学有限元模型，通过分析 自由模态固有频率和多点激励下 频率响应，验证了车身地板数值分析模型的有效性。以地板结构各激励点最大振动速度的平方和最小 化作为 目标函数，建立了多目标拓扑优化模型。通过解读优化结果，提出了地板结构改进方案。改进后 的车身地板结构各阶自由模态固有频率增加达 10％~X上，各激励点速度响应大大降低，NVH特性明显 提高。研究表明，减小振动速度的多目标拓扑优化设计是一种改善车身NVH特性的有效方法。 关键词：车身地板；多点激励；多目标拓扑优化；NVH 【Abstract】AdynamicfiniteelementmodeZ．厂0racalbo floor built，whichavailabilitywas provenbyanalyzingbothfreemodalinherentfrequencyandfrequencyresponseundermuhi-supportexci- tation．Amulti—objectivetopologyoptimizationmodelwasstructuredwiththesumofsquaresofma％imum vibrationvelocityatexcitationpointsnadminimum theobjectivefunctionfl．oorstructureimproyement plnawasproposedbynaalyzingtheoptimizationresuhs．Thefreemodalinherentfrequencyforeachorderof improvedCrabo floorWasincreasedby10％more．AndtheNVHchraacterofnewfloorstructureisobvi- OU$lyimproved．Reserachshowsthat，themulti—o ectivetopoloyg optimizationdesignwithvibrationveloci- tyreducedisaneffectivemethodtoimprovetheNVHchraacterofCrabody． Keywords：Carbodyfloor；Multi-supportexcitation；Multi-objectivetopologyoptimization；NVH 中图分类号：TH16 文献标识码 ：A 1前言 汽车行驶中常因外部激振力作用而产生各种形式的振动 ， 不仅引起振动疲劳，缩短使用寿命，而且导致辐射噪声 ，影响乘坐 舒适。因此，NVH特I生始终是车辆精品化设计和发展中一个需要 考虑的方面。车身地板是车室声腔的主要组成部分之一，合理的 地板设计对改善和提高整车NVH特生『具有重要意义。利用拓扑 优化方法合理设计板件上加强筋的位置和几何尺寸，是目前研究 图1地板结构有限元模型 Fig．1Floorstructurefiniteelementmodel 车身NVH性能的一个热点问题”。结构振动特性优化通常分为动 2-2车身地板自由模态分析 力特性优化和振动响应优化日。大量文献对汽车结构进行了动力