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本書全面闡述了汽車路面噪聲性能開發(fā)的全過程。路面噪聲是一個廣義的概念，是在凸凹不平的路面激勵作用下，經(jīng)過輪胎、懸架傳遞到車身，引起車身板件振動，產(chǎn)生噪聲。另外，輪胎與地面接觸過程中，輪胎胎面花紋溝槽內(nèi)的空氣不斷地被壓縮、釋放，引起空氣的波動，也會產(chǎn)生噪聲。此類噪聲會通過車身的縫隙、孔洞，以空氣傳播的形式傳遞到車內(nèi)。還有一部分是輪胎在高速轉(zhuǎn)動過程中，其周邊的空氣受到擾動，也會產(chǎn)生噪聲。路面噪聲的產(chǎn)生從原理上講，其激勵源為路面激勵和輪胎本身的轉(zhuǎn)動不平衡激勵，涉及輪胎、懸架、副車架、車輪、車身等關(guān)鍵系統(tǒng)，每個系統(tǒng)都具有各自的振動特性，對路面噪聲產(chǎn)生特定的影響。本書對涉及的各關(guān)鍵系統(tǒng)分別加以闡述，從路面噪聲的發(fā)生原理、影響因素、改進方法、設(shè)計方案等維度，講述各系統(tǒng)的NVH設(shè)計思路，并大量列舉實際產(chǎn)品中的研究及應(yīng)用案例，通俗易懂。本書適用于汽車院校學(xué)生，各汽車公司、設(shè)計公司的NVH工程師，可作為解決汽車路面噪聲問題、開展汽車設(shè)計的參考資料。

作者為NVH資深工程師，實踐經(jīng)驗豐富
本書內(nèi)容為作者多年經(jīng)驗總結(jié)，貼近工程實際
本書理論講解與實踐案例相結(jié)合，便于作者學(xué)習(xí)

隨著中國汽車市場的高速發(fā)展，人們對汽車的乘坐舒適性要求也越來越高。生產(chǎn)安靜、舒適的汽車產(chǎn)品，也是汽車制造商不斷追求的目標，以期其產(chǎn)品在市場上得到更多的認可。但是國內(nèi)汽車NVH專業(yè)起步較晚，無論是設(shè)計工程師還是試驗工程師，都缺少經(jīng)驗,在處理汽車NVH問題時經(jīng)常不知所措，找不到可供參考的技術(shù)文獻。這些都是汽車產(chǎn)品開發(fā)的不利因素。

筆者從事汽車、發(fā)動機振動噪聲相關(guān)工作近二十年，深知這門學(xué)科之復(fù)雜、高深。在工作過程中，經(jīng)常苦于無法查閱到相關(guān)的技術(shù)文獻。特別是在路面噪聲方面，涉及的系統(tǒng)多、頻率范圍廣，解決方法及設(shè)計指南各不相同，平常見到的參考資料多數(shù)是針對某個單一問題，但沒有對路面噪聲進行系統(tǒng)性的概述。基于這個出發(fā)點，筆者搜集、整理了路面噪聲相關(guān)的資料，匯編成本書，為相關(guān)專業(yè)的學(xué)生、工程師及研究人員提供全面的參考，協(xié)助大家全面理解路面噪聲，了解路面噪聲的產(chǎn)生原理、傳遞途徑、解決方案和汽車設(shè)計方法，快速解決研發(fā)過程中遇到的問題，縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，打造舒適且令人愉悅的駕乘空間。

路面噪聲是常見的汽車NVH現(xiàn)象之一，特別是對于近年來飛速發(fā)展的新能源汽車，有內(nèi)燃機這一主要噪聲源以后，路面噪聲更加凸顯。為給乘員打造一個舒適的駕乘環(huán)境，汽車公司下了很大的功夫去改善和提升降噪性能。

路面噪聲是很復(fù)雜的NVH現(xiàn)象，涉及幾乎汽車所有的系統(tǒng)。激勵源主要來自路面的凸凹不平，以及輪胎本身的不平衡激勵等。傳動系統(tǒng)包括輪胎、車輪、懸架系統(tǒng)、副車架、車身等。最終車身整體或局部模態(tài)被激發(fā)起來，產(chǎn)生輻射噪聲。

本書以激勵源－傳遞路徑－響應(yīng)為主線，逐一介紹與路面噪聲強相關(guān)的各個系統(tǒng)，分別從原理、特性、評價標準、改進方法、設(shè)計方法等方面對各個關(guān)鍵系統(tǒng)進行詳細闡述。

本書第1章由劉顯臣編著，第2章、第3章由劉亞彬編著，第4章由國舉強、徐磊編著，第5章由田冠男編著，第6章由徐磊編著，第7章由劉顯臣、田冠男編著，第8章由譚勇、劉顯臣編著，第9章由趙鵬編著，第10章由石勝文編著。

第1章對路面噪聲進行綜合性的概述，全面介紹路面噪聲的產(chǎn)生、原理、涉及系統(tǒng)、頻率特性等。第2章專門闡述輪胎的振動特性。路面凸凹不平首先作用在輪胎上，并經(jīng)車輪、懸架系統(tǒng)等向車身傳遞，形成車內(nèi)噪聲。同時，輪胎本身由于受到激勵后產(chǎn)生振動，以及與路面摩擦等成為噪聲源，并以空氣傳播的形式向車內(nèi)傳遞，因此，輪胎是對路面噪聲影響極大的部件。為了降低輪胎噪聲，輪胎供應(yīng)商做出了很大的努力，開發(fā)出了各種降噪輪胎。第3章闡述懸架系統(tǒng)的振動特性、對車內(nèi)路面噪聲的貢獻，以及為了降低路面噪聲而針對懸架系統(tǒng)做出的改進及新技術(shù)研究。第4章專門講述副車架的振動特性，作為路面噪聲傳遞系統(tǒng)中重要的一環(huán)，其結(jié)構(gòu)型式、與車身的連接方式等都對路面噪聲有很大的影響。第5章闡述車輪的剛度、模態(tài)等振動特性對路面噪聲的影響，并提出相應(yīng)的評價和設(shè)計標準。第6章講述車身的振動特性、分析方法、評價標準等，并列舉一些實際案例，講述如何提高車身剛度和減振性能。第7章從降噪性能開發(fā)的角度闡述路面噪聲的工作流程，介紹路面噪聲性能目標體系、技術(shù)路線、評價方法等。第8章介紹路面噪聲的模擬方法，從建模、分析、評價等角度去闡述路面噪聲性能的虛擬開發(fā)方法，在產(chǎn)品開發(fā)階段對產(chǎn)品的性能進行預(yù)測和評價，暴露潛在的問題，提供改進方向和建議。第9章闡述路面噪聲的測試，以及在實車階段利用試驗方法解決出現(xiàn)的問題。第10章介紹近年來開始流行的路面噪聲主動控制技術(shù)，從原理、結(jié)構(gòu)等方面，介紹一些實際中應(yīng)用的案例，為讀者提供參考。

本書中闡述的路面噪聲現(xiàn)象、解決方案及汽車設(shè)計方法，涉及汽車的各個部分，包括輪胎、車身、懸架系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)等多個NVH關(guān)鍵子系統(tǒng)。本書適用于汽車院校學(xué)生,各汽車公司、設(shè)計公司的NVH工程師，可作為解決汽車路面噪聲問題、開展路面噪聲性能開發(fā)的參考資料。書中介紹的一些案例多是筆者親身參與過或者選自zui新的問題改進、課題研究報告。由于筆者水平有限，書中難免會有錯誤及不足之處，真誠地歡迎讀者指正（問題可反饋至郵箱:liuxch_nvh@126.com）。



編著者

1995年畢業(yè)于湖南大學(xué)。畢業(yè)后就職于哈航集團技術(shù)開發(fā)中心，從事發(fā)動機設(shè)計開發(fā)工作。2003年，入職三菱汽車，參與了EK、COLT、COLT- PLUS、i、Outland等多個車型NVH開發(fā)及優(yōu)化工作。 2006年9月回國，就職于阿爾特（中國）汽車技術(shù)有限公司。主持過兩款發(fā)動機、變速器的有限元分析、多款新開發(fā)車的NVH設(shè)計、多款車輛振動噪聲解決方案。2011年入職上海同捷科技股份有限公司，任職CAE中心總工程師，負責(zé)中心的NVH能力建設(shè)，主持多款新開發(fā)車的NVH設(shè)計，主持多款在產(chǎn)車的振動噪聲問題。2014年入職吉利汽車，任NVH高級技術(shù)專家。十多年的工作過程中，在NVH理論、CAE分析及實驗方面積累了豐富的經(jīng)驗。

前言
第1章路面噪聲概述1
1.1路面噪聲的產(chǎn)生原理及路面對其的影響1
1.1.1路面噪聲的產(chǎn)生原理2
1.1.2路面凸凹不平引起的路面噪聲變化5
1.1.3排水性鋪裝路面上的路面噪聲7
1.2路面噪聲傳遞特性及實例10
1.2.1路面激勵10
1.2.2輪胎的振動傳遞特性13
1.2.3輪胎振動模型13
1.2.4車軸的振動特性14
1.2.5路面噪聲實例18
1.3路面噪聲控制18
1.3.1路面噪聲改進目標19
1.3.2低頻路面噪聲19
1.3.3高頻路面噪聲23
1.3.4實車驗證26
第2章輪胎NVH28
2.1輪胎的振動噪聲特性28
2.1.1輪胎振動特性28
2.1.2輪胎模態(tài)29
2.1.3輪胎作為激勵源引起的振動30
2.1.4輪胎噪聲31
2.2輪胎空腔共振對路面噪聲的影響35
2.2.1輪胎及路面噪聲的傳播路徑35
2.2.2路面噪聲的產(chǎn)生原因35
2.2.3聲學(xué)分析37
2.2.4聲學(xué)激勵試驗38
2.2.5解決方案38
2.3輪胎噪聲控制43
2.3.1輪胎噪聲測試方法43
2.3.2輪胎噪聲研究現(xiàn)狀44
2.3.3輪胎噪聲的產(chǎn)生機理46
2.3.4輪胎噪聲控制48
2.4輪胎模態(tài)控制51
2.4.1路面噪聲頻譜優(yōu)化開發(fā)51
2.4.2輪胎固有模態(tài)目標設(shè)定52
2.4.3輪胎固有模態(tài)控制技術(shù)的開發(fā)58
2.4.4輪胎滾動的影響61
第3章懸架系統(tǒng)NVH62
3.1懸架系統(tǒng)阻尼控制62
3.1.1阻尼控制概述62
3.1.2分析模型63
3.1.3天棚式阻尼控制規(guī)則64
3.1.4分析結(jié)果67
3.1.5解決方法70
3.2懸架系統(tǒng)傳遞力控制73
3.2.1懸架系統(tǒng)傳遞力概述73
3.2.2懸架傳遞力變化的原理分析73
3.2.3模擬驗證77
3.3新型多連桿后懸架開發(fā)84
3.3.1開發(fā)目標84
3.3.2基本構(gòu)造84
3.3.3基本特征85
3.4前麥弗遜和后扭力梁式懸架開發(fā)92
3.4.1概述92
3.4.2懸架振動模態(tài)93
3.4.3測試方法95
3.4.4測試結(jié)果95
3.4.5降低路面噪聲的方法97
3.5鋼板彈簧懸架系統(tǒng)改進101
3.5.1鋼板彈簧懸架的激勵特性101
3.5.2基于二自由度簡易模型的模擬仿真104
3.5.3乘坐舒適性改善結(jié)果105
第4章副車架NVH108
4.1高性能副車架開發(fā)108
4.1.1高性能副車架概述108
4.1.2開發(fā)目標109
4.1.3基于HPDC的大型薄壁斷面構(gòu)造的實現(xiàn)110
4.1.4制造輕量化副車架113
4.2高性能扭力梁開發(fā)115
4.2.1中間梁理想構(gòu)造116
4.2.2用于SEB的變周長直管的制造方法118
第5章車輪NVH127
5.1車輪振動特性127
5.1.1車輪結(jié)構(gòu)127
5.1.2車輪模態(tài)128
5.1.3車輪剛度130
5.1.4車輪優(yōu)化設(shè)計130
5.2多諧振腔車輪133
5.2.1基本概念133
5.2.2輪胎環(huán)形聲場吸聲效率提升134
5.2.3高空間效率諧振腔結(jié)構(gòu)的具體構(gòu)造136
5.3降噪車輪的開發(fā)141
5.3.1降噪車輪概述141
5.3.2開發(fā)目標141
5.3.3基本概念141
5.3.4主要開發(fā)內(nèi)容143
5.3.5實車效果驗證147
第6章車身NVH149
6.1車身結(jié)構(gòu)149
6.1.1高剛度車身結(jié)構(gòu)設(shè)計150
6.1.2高振動衰減特性車身結(jié)構(gòu)設(shè)計158
6.2車身阻尼165
6.2.1阻尼材料概述166
6.2.2阻尼材料的屬性168
6.2.3車身靈敏度和阻尼169
6.2.4ERP和阻尼170
6.2.5車身板件阻尼處理171
6.2.6高精度阻尼噴涂工藝172
6.3車身密封及聲學(xué)包裝179
6.3.1吸聲材料概述179
6.3.2隔聲材料在薄壁封閉空間的應(yīng)用182
6.3.3車門玻璃隔聲性能提升技術(shù)192
第7章路面噪聲性能開發(fā)201
7.1目標設(shè)定及分解201
7.1.1整車級目標201
7.1.2系統(tǒng)級目標203
7.1.3開發(fā)方案213
7.2競標車分析214
7.2.1NVH主觀評價215
7.2.2NVH客觀測試216
7.2.3CAE分析218
7.3工程設(shè)計219
7.3.1分析計劃219
7.3.2分析內(nèi)容220
7.3.3結(jié)果評價及優(yōu)化228
7.3.4分析規(guī)范230
7.4試驗驗證231
7.4.1樣車試制231
7.4.2小批量制造233
第8章路面噪聲模擬234
8.1路面噪聲模擬方法234
8.1.1虛擬性能開發(fā)概述234
8.1.2虛擬性能開發(fā)流程235
8.1.3虛擬性能開發(fā)管理237
8.1.4路面噪聲的計算方法238
8.2輪胎單體振動分析SEA模型搭建239
8.2.1簡介239
8.2.2基于SEA試驗的CLF240
8.2.3SEA分析模型搭建242
8.2.4輪胎等價彎曲剛度及等價楊氏模量的推導(dǎo)243
8.2.5SEA分析的應(yīng)用246
8.3懸架系統(tǒng)阻尼控制249
8.3.1懸架系統(tǒng)阻尼的影響249
8.3.2相對于操舵激勵的側(cè)傾狀態(tài)推測模型250
8.3.3操舵激勵的側(cè)傾推測精度驗證253
8.3.4試驗車的控制結(jié)構(gòu)和行駛評價256
8.4中頻空氣傳播噪聲預(yù)測方法258
8.4.1考慮振動模態(tài)的聲靈敏度預(yù)測方法258
8.4.2面板透射率驗證261
8.4.3隔聲材料透射率的準確性驗證263
8.4.4車輛聲靈敏度預(yù)測精度263
8.5路面噪聲模擬實例267
8.5.1概述267
8.5.2等價路面粗糙度的定義268
8.5.3數(shù)值計算272
第9章路面噪聲測試及改進274
9.1路面噪聲高貢獻車身模態(tài)提取274
9.1.1車身振動特性275
9.1.2OTPA和高貢獻主成分模態(tài)275
9.1.3實車應(yīng)用結(jié)果278
9.1.4結(jié)構(gòu)變更效果281
9.2輪胎噪聲的聲全息識別方法284
9.2.1聲全息法284
9.2.2基于數(shù)值模擬的驗證285
9.2.3試驗驗證287
9.3基于車身板件相位的路面噪聲控制290
9.3.1概述290
9.3.2利用板件的相位控制來降低聲壓291
9.3.3BEM分析方法294
9.3.4實車驗證296
9.4路面噪聲吸聲技術(shù)301
9.4.1概述301
9.4.2中頻噪聲吸聲條件301
9.4.3中頻噪聲的吸聲結(jié)構(gòu)302
9.4.4實車驗證306
第10章路面噪聲主動控制309
10.1基于H2控制的路面噪