商用车驾驶室室内噪声分析规范13.3.7

Q/LQB东风柳州汽车有限公司企业标准Q/LQB商用车驾驶室室内噪声分析规范2013-3-发布2013-3-实施东风柳州汽车有限公司发布目录TOC\h\z\t"前言、引言标题,1,参考文献、索引标题,1,章标题,1,参考文献,1,附录标识,1"前言 II1范围 12名词定义 13分析软件 14商用车驾驶室室内噪声分析作用 15数据输入 16建模要求 27分析频率设定 28输出数据及文件格式 29注意事项 210商用车驾驶室室内噪声分析步骤 210.1Virtual.Lab软件启动及进入声学有限元模块 210.2声学有限元网格导入 310.3结构有限元网格导入 410.4定义网格类型 410.5定义场点 410.6驾驶室频率响应分析结果导入 410.7流体材料定义 610.8流体属性定义 610.9声学网格前处理 710.10声模态计算 710.11定义组 910.12数据映射转移计算 1010.13振动边界条件定义 1010.14声场分布计算 1210.15场点计算 1310.16场点声压频率响应函数计算及声压频率响应曲线显示 13前言随着经济和科学技术的不断发展，人们的生活水平越来越高，人类在享受现在文明所带来的快捷方便的同时，对社会环境提出了更高的要求。人们总是希望能在一个安静祥和的环境中工作和生活，但是由于社会的发展，出现了一些人们不想出现的现象，如噪声污染等，如何消除这些负面影响，已经成为世界共同关注的问题。噪声已经成为威胁人类生存的三大公害之一，许多国家都成立了噪声控制的专门机构，颁布了有关的法规，无论是生产还是管理部门，都应该重视噪声的控制工作。现代社会的工业日益发达，机器功率不断提高，交通日益发达，汽车速度不断提高，汽车保有量大幅增加，相伴而来的就是噪声污染日益普遍和严重。在产品的开发设计阶段，如在汽车开发设计时，若能考虑汽车的噪声问题，可能提高汽车的乘坐舒适性，提高产品的市场竞争力，为企业带来良好的经济效益，对用户而言，可以更好地享受生活乐趣，提高生活质量。本标准采用Virtual.Lab软件，应用声学有限元技术规范了商用车驾驶室室内噪声分析方法和步骤。本标准适用于我司商用车驾驶室室内噪声分析。本标准由东风柳州汽车有限公司商用车技术中心提出。本标准起草单位为东风柳州汽车有限公司商用车技术中心先行技术部。本标准主要起草人：韦永尤、刘凯扬、尹志浩、李程、石胜文、冯哲、李德光。本标准由东风柳州汽车有限公司商用车技术中心归口并负责解释。本标准首次发布。商用车驾驶室室内噪声分析规范范围本标准规定了我司商用车驾驶室室内噪声分析方法和步骤。名词定义驾驶室室内噪声：驾驶室室内噪声是指车辆运行过程中，受发动机噪声、排气、进气噪声、传动系噪声、轮胎噪声、气流噪声以及驾驶室钣金振动等影响，在车辆驾驶室内部形成的有害声响。试验研究表明，对于车辆驾驶室来说驾驶室钣金振动辐射出来的低频结构噪声在室内噪声中占主要地位。减小车辆驾驶室钣金的振动是降低室内噪声最直接的方法。分析软件本标准采用Virtual.Lab软件的声学有限元法分析商用车驾驶室室内结构噪声。Virtual.Lab是由比利时LMS公司开发的基于CATIAV5平台的集成仿真CAE平台，可以完成从CAD到有限元前处理，从有限元前处理到振动，从振动到声学，从声学到优化的多功能CAE仿真计算。商用车驾驶室室内噪声分析作用本标准的商用车驾驶室室内噪声分析是分析驾驶室钣金在给定振动边界条件下的室内噪声值与频率的对应关系，可以找出影响室内噪声的频率、板块和位置，为后续驾驶室结构改进、钣金阻尼优化、驾驶室隔、吸声处理等方面提供依据。数据输入进行商用车驾驶室室内噪声分析，需要提供如下表所示文件及数据：序号提供数据或文件数据或文件格式备注1结构有限元网格文件.bdf参照《商用车驾驶室频率响应分析规范》提供2频率响应分析结果文件.op2参照《商用车驾驶室频率响应分析规范》提供3声学有限元网格文件.bdf参照《商用车驾驶室声学网格建模规范》提供4驾驶员左/右耳旁坐标值-5乘员左/右耳旁坐标值-6声音在空气中的传播速度-默认7空气密度-默认8内护板声学阻抗-根据分析需要提供9座椅声学阻抗-根据分析需要提供表5.1建模要求商用车驾驶室室内噪声分析模型需要包含表5.1所示文件及数据，必要时增加司机和乘员座椅总成的声学有限元模型。为保证计算精度，计算的最高频率需要满足下式要求：(6.1)其中是计算的最高频率，是声音在流体介质中的传播速度，是声学网格单元的长度。结构有限元网格、频率响应分析结果、声学有限元网格要求坐标系统一，建议采用驾驶室总成的坐标系进行各种网格的划分及计算。分析频率设定商用车驾驶室室内噪声分析频率设定为10～500Hz，分析频率步长不超过1Hz，如条件不允许则可适当降低频率上限值及提高分析频率步长，但建议上限频率不低于200Hz，分析频率步长不超过5Hz。室内噪声分析频率必须设定在频响分析结果文件的频率范围内，且最高频率需满足6.1式要求。输出数据及文件格式输出声压频率响应曲线，输出文件格式采用Virtual.Lab软件默认的文件格式“.CATAnalysis”。注意事项本标准重点讲解驾驶室室内噪声分析方法和步骤，要求使用者了解《商用车驾驶室频率响应分析规范》、《商用车驾驶室声学网格建模规范》以及了解HyperWorks和Virtual.Lab软件基本操作。图10.1.1本标准所有操作以LMSVirtual.LabRev10-SL1示范，对于不同版本的软件，如相关操作存在差异请做适当调整。图10.1.1商用车驾驶室室内噪声分析步骤10.1Virtual.Lab软件启动及进入声学有限元模块鼠标左键单击“开始-所有程序-LMSVirtual.Lab-LMSVirtual.LabRev10-SL1”启动Virtual.Lab软件。在Virtual.Lab软件界面上，鼠标左键单击“开始-Acoustics-AcousticHarmonicFEM”进入声学有限元模块，如图10.1.1所示。10.2声学有限元网格导入在模型树上右击“LinksManager.1-Import”，在弹出的窗口上打开声学有限元网格文件。在弹出的对话框中，只选择“FiniteElementMesh”并选择网格的单位，单击“确定”导入声学有限元网格。见图10.2.1所示。图10.2.1图10.2.1图10.3.1图10.3.1图10.4.110.3结构有限元网格导入图10.4.1采用10.2相同的方法导入结构有限元网格。见图10.3.1所示。10.4定义网格类型在菜单栏上单击“工具-SetMeshPartsType...”,在弹出的对话框中将声学有限元网格设置成“SetasAcoustical”声学网格，如图10.4.1所示。图10.5.1图10.5.110.5定义场点在菜单栏上单击“插入-FieldPointMesher-PointSetFieldPointMeshe...”,在弹出的对话框中定义场点的坐标值，如图10.5.1所示。该值是驾驶员左/右耳旁坐和乘员左/右耳旁坐标值，根据不同的驾驶室作相应变化。10.6驾驶室频率响应分析结果导入10.6.1文件导入在模型树上右击“LinksManager.1-Import”，在弹出的窗口上打开频率响应分析结果文件。在弹出的对话框中，只选择“LoadVectorSets”并选择文件单位，单击“确定”导入频率响应分析结果。见图所示。

10.6.2结果查看（选做步骤）在模型树上右击“LoadVectorSet.1”，在弹出的对话框中选择“GenerateImage”,在弹出的窗口上选择“TranslationalAccelerationMagnitude”显示频率响应幅值结果。本标准频率响应输出的结果是加速度，如频率响应输出的结果是速度或者位移，显示频率响应幅值结果时请做适当调整。见图所示。图图图图 10.7流体材料定义图10.7.1在模型树上右击“Materials.1”，在弹出的对话框中选择“NewMaterials-NewFluidMaterial...”,在弹出的窗口上输入材料名称、声速和密度。见图10.7.1所示。图10.7.110.8流体属性定义图10.8.1在模型树上右击“Properties.1”，在弹出的对话框中选择“NewProperties-NewAcousticsFluidProperty...”,在弹出的窗口上输入属性名称，并选择声学网格作为属性的应用区域以及选择在10.7定义的材料作为流体材料。如图10.8.1所示。图10.8.110.9声学网格前处理图10.9.1在菜单栏上单击“插入-AousticMeshPreprocessingSet...”,在弹出的窗口选择声学网格，单击“确定”。最后在结构树刚生成的“AousticEnvelope.1”上单击鼠标右键，选择“Update”。如图10.9.1所示。图10.9.110.10声模态计算（选做步骤）10.10.1声模态工况创建在菜单栏上单击“插入-FEMAnalysisCase-AcousticModeAnalysis-Case...”,在弹出的对话框中择“NoBoundaryConditionSet”，单击“确定”。如图所示。图图10.10.2声模态计算频率设置鼠标双击结构树刚生成的“AousticModeSolutionSet.1”，在弹出的对话框中设置声模态计算频率。最后选择“Update”计算声模态，如图所示。图图10.10.3声模态计算结果显示图在结构树“AousticModeSolutionSet.1”上单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“GenerateImage”，在弹出的窗口中选择“Pressure(nodalvalues)”显示声模态及振型。如图所示。图10.11定义组在声学网格的包络网格上定义组，以便后续将振动边界条件转移到声学网格上。10.11.1创建组集图结构树上只显示声学包络网格“AousticEnvelope.1”，在菜单栏上单击“插入-MeshGrouping-GroupSet...”,在弹出的组集定义对话框中直接点击“确定”创建组集，如图所示。图10.11.2创建组在刚创建的组集名称上单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“MeshGrouping-Auto-updateGroup...”。在弹出的“SelectGroupType”对话框中选择“FeatureAngle-确定”，在弹出的“FeatureAngleGroup”对话框中选择声学包络网格“AousticEnvelope.1”。选择“FeatureAngleGroup”对话框中“TypeSpecific”标签，输入特征角角度，并选择结声学包络网格的一个单元，点击“应用”查看是否已全部选择了声学包络网格，如果未能全部选，则加大特征角角度后再点击“应用”查看。最后点击“确定”完成声学网格的包络网格组的定义。如图所示。图如图所示。图10.12数据映射转移计算单击菜单栏“插入-OtherAnalysiscase-DataTransferAnalysiscase...”，在弹出的窗口中选择结构树上频率响应分析结果“LoadVectorSet.1”后单击“确定”创建数据映射转移计算工况。双击结构树“DataTransferAnalysis”下的“SorceSet.1”,在弹出的窗口中选择结构树上结构网格后单击“确定”。双击结构树“DataTransferAnalysis”下的“TargetSet.1”,在弹出的窗口中选择结构树上声学网格的包络网格组后单击“确定”。双击结构树“DataTransferAnalysis”下的“Mappingdata.1”,在弹出的窗口中设置两个网格之间的映射参数，单击“Compute”-“确定”完成数据映射转移设置。如图10.12.1所示。图10.12.1最后更新“DataTransferSolutionSet.1”完成图10.12.110.13振动边界条件定义图10.13.1单击菜单栏“插入-AcousticBoundaryConditionsandSources-AcousticBoundaryConditionandSourceSet...”，在弹出的窗口中输入边界条件名称后单击“确定”。如图10.13.1所示。图10.13.1图10.13.2鼠标右键单击结构树上刚建立的“acceleratiionBC”,在弹出的菜单中选择“AddAcousticBoundaryCondition...”,在弹出的窗口中将“PhysicalDataType”和“MathematicalType”设置成与频率响应分析结果文件相对应的类型，这里频率响应分析中输出的是加速度云图，所以“PhysicalDataType”选择“PanelAcceleration”,“MathematicalType”选择“Vector”。最后单击“确定”关闭设置窗口。如图10.13.2图10.13.2图10.13.3鼠标双击结构树“Locations”下的“Faces”,在弹出的窗口中选择结构树上声学网格的包络网格组后鼠标单击“确定”。如图10.13.3所示。图10.13.3鼠标右键单击结构树上“Datasources”,在弹出的菜单中选择“AddSolutionSetorDataFeature...”,在弹出的窗口中择结构树下数据映射转移计算结果“DataTransferSolutionSet.1”后单击“确定”。图10.13.3最后在结构树上的“LoadCaseAssignment”双击，直接点击“确定”完成振动边界条件的定义。如图10.13.3所示。图10.13.310.14声场分布计算单击菜单栏“插入-FEMAnalysisCases-AcousticResponseAnalysisCase...”，在弹出的窗口中，只将BoundaryConditionSet设置成UseanExistingFeature，选择结构树上的振动边界条件“acceleratiionBC”，然后单击“确定”关闭窗口。如图10.14.1所示。图10.14.2双击结构树上的“AcousticResponseSolutionSet.1”，弹出求解参数对话框，将“EditFrequencyRange”选择为“UserDefined”后设置计算频率范围及步长，单击“确定”完成声场分布计算图10.14.2图10.1图10.14.110.15场点计算图10.15.1单击菜单栏“插入-FEMAnalysisCases-AcousticFieldResponseAnalysisCase...”，在弹出的窗口中选择结构树上声场分布计