確定損耗因子頻變自由阻尼層在白車身上粘貼位置的方法技術

確定損耗因子頻變自由阻尼層在白車身上粘貼位置的方法，涉及汽車工程技術領域，解決現有方法確定在白車身結構上粘貼自由阻尼層位置時沒有考慮阻尼材料的頻變問題，無法在車身板件振動的特征頻率范圍內選擇合適的自由阻尼層材料，無法最大化利用自由阻尼層材料的阻尼減振效率等問題，該方法通過對車身結構進行有限元建模和模態分析，得到車身結構的各階模態應變能的大小和分布，對所述應變能進行疊加，得到車身結構的綜合模態應變能，提取綜合模態應變能高于門限值的位置進行阻尼處理，計算車身結構各板件在實施阻尼減振的頻率范圍內各階模態頻率下進行自由阻尼層處理的各單元應變能之和，選擇損耗因子頻變的自由阻尼層材料，實現最佳的減振效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術設及車輛工程
，具體設及一種確定損耗因子頻變自由阻巧層在白 車身上粘貼位置的方法。
技術介紹
在汽車白車身薄壁板件上粘貼阻巧材料是目前廣泛應用的車身結構振動控制方 法。按照阻巧材料結構的不同可分為自由阻巧層處理和約束阻巧層處理兩類。自由阻巧處 理是將薄片阻巧層材料直接粘貼在金屬結構表面上，在結構彎曲振動變形時通過阻巧層材 料分子鏈間的摩擦消耗振動能量。自由阻巧層處理方法由于其結構簡單，容易在車身結構 上實施而在車輛工程領域得到廣泛應用。然而，自由阻巧層材料在白車身結構上的粘貼位置和材料類型等因素會影響阻巧 復合結構的動態特性和減振效果，需要對白車身結構振動特性進行分析來確定該些參數的 最佳組合，才能夠獲得最好的減振效果。同時從汽車輕量化和成本控制的角度考慮，應該W 盡可能少的阻巧材料用量來獲得最有效的減振效果，從而提高阻巧材料使用的性價比。 白車身上薄壁板件數目多，并且各板件對車身振動和車內噪聲的影響程度各不相 同。在對白車身進行自由阻巧層處理時，首先應該確定在白車身上粘貼自由阻巧層的最佳 位置。目前，國內在白車身上進行自由阻巧層處理的方法主要是依照汽車振動噪聲（NVH) 工程師的經驗或者參考先進對標車型自由阻巧層粘貼位置的方法進行，由于不同白車身結 構振動特性和局部模態各不相同。該種方法不僅會增加白車身阻巧減振處理的成本，也達 不到良好的阻巧減振效果。目前，汽車常用的自由阻巧層材料主要是粘彈性阻巧材料，它是一種兼具粘性液 體和彈性固體特征的材料，其阻巧損耗因子會因材料配方、厚度、溫度和基體結構振動頻率 不同而發生變化，但用于白車身阻巧減振處理的自由阻巧層材料因使用溫度變化不大，阻 巧層厚度受到限制（一般為2~5mm厚），W避免占據較大的車內空間，因此通常選擇阻巧 損耗因子高、及其隨頻率變化關系特性滿足白車身減振要求的材料。 由于阻巧損耗因子頻變自由阻巧層材料在結構不同的振動頻率下其損耗因子是 隨頻率變化的，從而使自由阻巧層材料在需要減振的頻段內其減振效果也是隨頻率變化 的。白車身板件在不同頻率下其振動特性不同，在某個特定的頻率或頻段內振幅可能會出 現明顯峰值，使板件局部振幅加大，向車內福射的噪聲也增大。因此在選擇自由阻巧層材料 時應該將材料頻變特性考慮進去，針對板件振動的特征頻率范圍選擇合適的自由阻巧層材 料，進而發揮自由阻巧層材料最大的阻巧減振效率。
技術實現思路
本專利技術為解決現有方法確定在白車身結構上粘貼自由阻巧層位置時沒有考慮阻 巧材料的頻變問題，進而無法在車身板件振動的特征頻率范圍內選擇合適的自由阻巧層材 料，無法最大化利用自由阻巧層材料的阻巧減振效率等問題，提供一種確定損耗因子頻變 自由阻巧層在白車身上粘貼位置的方法。 確定損耗因子頻變自由阻巧層在白車身上粘貼位置的方法，該方法由W下步驟實 現： 步驟一、建立白車身結構的有限元模型； 步驟二、根據步驟一中所述的有限元模型，在實施阻巧減振的頻率范圍內對車身 結構進行有限元模態分析； 步驟=、根據步驟二獲得的白車身結構有限元模態分析結果，計算在實施阻巧減 振的頻率范圍內所述白車身結構上每個網格單元的各階模態應變能，并對所述每個網格單 元的各階模態應變能進行疊加，獲得所述白車身結構綜合模態應變能分布； 步驟四、根據阻巧減振要求和步驟=獲得的車身結構綜合模態應變能分布結果， 確定在白車身結構上要實施自由阻巧層處理單元的綜合模態應變能口限值，并在綜合模態 應變能大于所述口限值的位置粘貼自由阻巧層材料，確定出在白車身結構上粘貼自由阻巧 層材料的位置； 步驟五、根據步驟四中確定的自由阻巧層在白車身上的粘貼位置，提取所述粘貼 位置處的網格單元，計算在實施阻巧減振的頻率范圍內各階模態頻率下白車身結構上選定 網格單元的模態應變能之和，根據結構模態應變能之和隨頻率變化的規律性，確定白車身 上粘貼自由阻巧層區域高于綜合模態應變能口限值兩倍的特征頻率范圍，對白車身結構進 行損耗因子頻變自由阻巧層減振處理。 本專利技術的有益效果： 1、本專利技術提出一種基于車身結構綜合模態應變能信息確定自由阻巧層材料粘貼 位置的方法。白車身結構的綜合模態應變能分布能夠很好地反映出其在所考慮頻段內的振 動水平，白車身結構綜合模態應變能大的區域在受到外界激勵作用、當激勵頻率與結構局 部模態頻率相同或相近時就會激起結構產生較大振動。因此可W根據車身綜合模態應變能 分布信息確定自由阻巧層材料粘貼位置，W充分發揮自由阻巧層材料的減振效果。 2、本專利技術需要模態應變能信息可W通過對白車身結構進行模態分析獲得，利用有 限元方法及相應的軟件就可W計算出在所考慮頻段內的模態應變能，在白車身產品開發設 計階段很容易實施。 3、本專利技術在確定車身結構自由阻巧層粘貼位置時考慮了粘彈性阻巧材料的頻變 特性。由于粘彈性阻巧材料的損耗因子是隨頻率變化的，為了使白車身結構獲得最佳的阻 巧減振效果，本專利技術提出了一種根據白車身結構綜合模態應變能隨頻率變化關系來確定自 由阻巧層材料特征頻域的方法，進而選擇在該特征頻率范圍內具有較高損耗因子的自由阻 巧層材料，為更有針對性地選擇車身結構自由阻巧材料提供了方法。【附圖說明】 圖1為某轎車白車身結構有限元模型示意圖； 圖2為前地板綜合模態應變能分布云圖； 圖3為后地板綜合模態應變能分布云圖； 圖4為頂板綜合模態應變能分布云圖； 圖5為防火墻板件綜合模態應變能分布云圖； 圖6為頂板綜合模態應變能口限值大于15%的單元分布； 圖7為頂板附加自由阻巧層材料布置圖； 圖8為頂板綜合應變能隨頻率變化的關系曲線； 圖9為兩種自由阻巧層材料損耗因子的頻變曲線； 圖10無阻巧和粘貼兩種自由阻巧層材料頂板中屯、加速度響應； 圖11為采用本專利技術所述的確定損耗因子頻變自由阻巧層在白車身上粘貼位置的 方法實現的效果圖。【具體實施方式】【具體實施方式】 一、結合圖1至圖10說明本實施方式，確定損耗因子頻變自由阻巧 層在白車身上粘貼位置的方法，該方法用來指導車身結構自由阻巧層的布置位置W及自由 阻巧層材料類型的選擇。該方法是基于車身結構綜合模態應變能信息來進行的，通過對車 身結構進行有限元建模和模態分析，能夠得到車身結構實施阻巧減振的頻率范圍內各階模 態應變能的大小和分布。在該頻率范圍內對車身結構各階模態應變能進行疊加，得到車身 結構的綜合模態應變能分布，根據車身結構綜合模態應變能分布信息，在不考慮自由阻巧 層損耗因子大小隨頻率變化的情況下，提取車身結構綜合模態應變能高于口限值的位置進 行阻巧處理，能夠使車身獲得較好的阻巧減振效果。然后，計算車身結構各板件在實施阻巧 減振的頻率范圍內各階模態頻率下進行自由阻巧層處理的各單元模態應變能之和，確定車 身上綜合模態應變能高于口限值兩倍的頻率范圍作為特征頻域，選擇合適的自由阻巧層材 料，使其在選定的特征頻域內具有較高的阻巧損耗因子，從而能夠更充分發揮自由阻巧層 材料的阻巧減振作用，使車身獲得最佳的阻巧減振效果。該方法由W下步驟實現： 步驟一、建立白車身結構的有限元模型； 步驟二、根據步驟一中所述的有限元模型，在實施阻巧減振的頻率范圍內對車身 結構進行有限元模態分析； 步驟=、根據步驟二獲得的白車身結構有限元模態分析結果，計算在實施阻巧本文檔來自技高網...

【技術保護點】
確定損耗因子頻變自由阻尼層在白車身上粘貼位置的方法，其特征是，該方法由以下步驟實現：步驟一、建立白車身結構的有限元模型；步驟二、根據步驟一中所述的有限元模型，在實施阻尼減振的頻率范圍內對白車身結構進行有限元模態分析；步驟三、根據步驟二獲得的白車身結構有限元模態分析結果，計算在實施阻尼減振的頻率范圍內所述白車身結構上每個網格單元的各階模態應變能，并對所述每個網格單元的各階模態應變能進行疊加，獲得所述白車身結構綜合模態應變能分布；步驟四、根據阻尼減振要求和步驟三獲得的車身結構綜合模態應變能分布結果，確定在白車身結構上要實施自由阻尼層處理單元的綜合模態應變能門限值，并在綜合模態應變能大于所述門限值的位置粘貼自由阻尼層材料，確定在白車身結構上粘貼自由阻尼層材料的位置；步驟五、根據步驟四中確定的自由阻尼層在白車身上的粘貼位置，提取所述粘貼位置處的網格單元，計算在實施阻尼減振的頻率范圍內各階模態頻率下白車身結構上選定網格單元的模態應變能之和，根據結構模態應變能之和隨頻率變化的規律性，確定白車身上粘貼自由阻尼層區域高于綜合模態應變能門限值兩倍的特征頻率范圍，對白車身結構進行損耗因子頻變自由阻尼層減振處理。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王登峰，王振宇，王倩，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發明
國別省市：吉林;22