基于声固耦合特性的消声器结构改进

2015-03-13王国权

北京汽车 2015年2期

赵诚，王国权

（1. 国家工程机械质量监督检验中心，北京 102100；2. 北京信息科技大学机电学院，北京 100192）

0 引言1

汽车工业发展迅速，我国汽车保有量不断增加，使得汽车噪声成为日益严重的环境污染。现代车辆声学特性是衡量汽车设计、制造水平的重要指标之一[1]。发动机的排气噪声是汽车主要噪声源之一，因此减少汽车排气噪声是降低汽车噪声的关键，也是提高整车NVH性能的重要措施[2-3]。多数情况下声场和结构之间的耦合关系可以忽略，并不影响声场的计算精度。但当流体介质的密度比较大，或者结构的尺寸非常大，结构比较软的时候，流体对结构的反作用影响大，这时必须考虑耦合关系，否则计算分析结果不准确。出于轻量化的考虑，消声器是薄壁结构钣金制造的，消声器壁的机械振动与内部空气的声振动有着显著的相互作用[4]。因此单纯地考虑结构本身的振动模态和结构的声模态都不能反映消声器结构力-振动、振动-声、声-振动这样的系统耦合特性，必须将结构和空腔的流体介质耦合起来考虑耦合体的模态参数，才能准确、真实地反应实际情况[5-7]，为设计性能优良的消声器提供依据。

文中以某重型车辆康明斯ISME38530型发动机消声器为依托，建立耦合模型，进行声固耦合模态分析，找到结构位移响应敏感的频率段，获取声学空腔模态频率和振型的变化。对响应过大的壁板进行适当优化，提高消声器整体性能。