作用于车身的约束阻尼板的振动分析.docVIP

作用于车身的约束阻尼板的振动分析 　　摘要: 本文对作用于车身的约束阻尼结构进行理论分析和实验分析，分析各种有限元计算方法，计算夹层板的振动特性。并对粘弹于车身顶部的阻尼复合结构进行了模态实验和频率响应实验。 　　Abstract: The paper conducted the theoretical analysis and experimental analysis on the constrained damping structure acting on the automobile body, analyzed various finite element method to calculate the vibration characteristics of sandwich plate,and made modal experiment and frequency response test of constrained damping structure at the top of automobile. 　　关键词： 约束阻尼结构；模态应变能法；振动 　　Key words: constrained damping structure；modal strain energy method；vibration 　　中图分类号：U46文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）17-0041-01 　　0引言 　　由于发动机振动、路面不平冲击等汽车内部噪声源产生的噪声传入车内，通过车身内部空腔震荡，则车身薄壁件成为向车身外部及车身内部辐射噪声的一个重要噪声源。为了降低这种噪声，一般采用喷射阻尼材料的方法降低噪声。 　　1约束阻尼结构振动特性分析 　　 　　应用复特征值法相对于无阻尼系统的实特征值计算，其计算时间较长、费用较高。 　　1.2 模态应变能法首先通过有限元分析得到结构的实特征向量，再计算出结构中每个单元的模态应变能；然后通过损耗的应变能的比值，得到结构的损耗因子。1982年Johnson和Kienholz首次应用模态应变能模型来解决粘弹性阻尼复合结构的动力学问题[1]。 　　 　　计算方法、步骤与模态应变能法相同。 　　1.4 数值算例模型长宽分别为300mm×200mm。基层和约束层采用钢板，阻尼层采用沥青基阻尼材料。基层：厚度为0.762mm，弹性模量为6.89e10Pa，泊松比为0.3；约束层：厚度为0.762mm，弹性模量为6.89e10Pa，泊松比为0.3；阻尼层：厚度为0.254mm，剪切模量为8.96e5Pa，泊松比为0.49，损耗因子取常数为0.5。（表1） 　　2约束阻尼夹层板振动特性实验分析 　　为了验证理论计算结果，对约束阻尼夹层板进行了振动特性实验。划分了5*5的网格，有16个测点。三层板均尺寸均为330mm*330mm的正方形板，约束为四边固支。试件一：单层钢板，厚度为2.5mm；试件二：约束阻尼板。阻尼层厚度：4mm，约束层厚度：1mm；分别对这两个试件做模特实验和频率响应实验。其中，基层板和约束板均为钢板，弹性模量E为206GPa，泊松比为0.3，密度为9.6e3kg/m3。阻尼板的剪切模量G为7.1e6Pa，泊松比为0.45，损耗因子取常数0.8。①模态实验。分别对单一钢板，约束阻尼板采用锤击法进行模态分析。②结果讨论。由表2、3得出：试件与计算结果偏差不大。但由于试件采用四边固支，导致本文计算结果比实验结果的第一阶频率较小。③频率响应实验分别对单一钢板和阻尼板进行频率响应试验。④结果讨论对单一钢板和阻尼约束板上测点５的频率响应曲线分别如图1所示。 　　3小结 　　在分析了各种有限元计算方法之后，计算出了夹层板的震动特性。通过采用复特征值法、模态应变能法、绝对值模态应变能法进行讨论。本文对粘弹于车身顶部的阻尼复合结构进行了模态和频率响应实验。通过锤击法和添加白噪声激励法，求出了固有的频率，并对其结果进行比较。通过实验证明，该方法可靠、效果明显。 　　参考文献： 　　[1]国家环境保护总局.汽车加速行驶车外噪声限制及测量方法，GB1495-2002. 3