[發(fā)明專利]TBR輪胎噪音測(cè)試方法及低噪音輪胎制備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010163953.5
• 申請(qǐng)日: 2020-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN112084682B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯丹丹;張春生;廖發(fā)根;張維燕;危銀濤;項(xiàng)大兵;趙崇雷;穆龍海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中策橡膠集團(tuán)股份有限公司;清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06F119/10;G01M17/02
• 代理公司: 杭州恒翌專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33298
• 代理人: 王從友

本發(fā)明公開了一種全鋼子午線（TBR）輪胎噪聲檢測(cè)方法，并制備低噪聲輪胎。采用輪胎噪聲流?固耦合仿真方法，結(jié)合點(diǎn)聲源和線聲源模型基礎(chǔ)進(jìn)行加權(quán)建立傳播距離相關(guān)的輪胎噪聲混合傳播模型，計(jì)算TBR輪胎近遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)處的噪聲聲壓級(jí)，標(biāo)定參數(shù)，通過計(jì)算機(jī)模擬輪胎加速和勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，提取輪胎的信息包括網(wǎng)格信息和節(jié)點(diǎn)信息。結(jié)果表明，在1?8m范圍內(nèi)，測(cè)點(diǎn)高度對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較小，測(cè)點(diǎn)距離對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響較大，該方法與仿真測(cè)點(diǎn)間的傳播規(guī)律吻合度較高，預(yù)測(cè)結(jié)果誤差均低于0.85dB(A)，平均誤差7.55%。根據(jù)仿真工況條件，設(shè)計(jì)4款不同輪胎的半消聲室傳鼓噪聲試驗(yàn)，將試驗(yàn)結(jié)果與本發(fā)明檢測(cè)方法比較，表明輪胎噪聲流?固耦合仿真分析方法能夠準(zhǔn)確模擬輪胎噪聲規(guī)律，測(cè)點(diǎn)的最大誤差小于10%。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于噪音傳播模擬檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種全鋼子午線(TBR)輪胎噪聲檢測(cè)，并以此制備低噪聲輪胎。

背景技術(shù)

輪胎噪聲是汽車噪聲的主要噪聲源之一，TBR輪胎具有胎壓高、荷載重和沖擊大的特點(diǎn)，噪聲污染尤其嚴(yán)重，現(xiàn)有測(cè)試輪胎噪聲的試驗(yàn)包括室內(nèi)和室外兩種，室外試驗(yàn)收?qǐng)龅丨h(huán)境影響較大，成本高精度低；室內(nèi)試驗(yàn)條件依賴性高，并且缺乏近遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲結(jié)合的判斷，無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲值。針對(duì)輪胎噪聲傳播性能，現(xiàn)有研究包括通過分析輪胎震動(dòng)和噪聲傳播，使用邊界元方法進(jìn)行的虛擬預(yù)測(cè)；研究胎面參數(shù)和路面接入相位等對(duì)噪音的貢獻(xiàn)等(文獻(xiàn)1)，但試驗(yàn)條件要求高、實(shí)施過程復(fù)雜且沒有很好的相關(guān)性。面對(duì)世界各國相繼出臺(tái)的輪胎噪聲限制法規(guī)，特別是歐盟標(biāo)簽法的噪聲限值要求，如何減小輪胎噪聲檢測(cè)對(duì)試驗(yàn)的依賴性，將近遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲聯(lián)系，需要一種低成本高精度的檢測(cè)方法，并在此基礎(chǔ)上制備低噪聲TBR輪胎，提高輪胎產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效益。

文獻(xiàn)1:裴曉朋，王國林，周海超等，胎面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)輪胎振動(dòng)噪聲的影響，浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)，2016，50(5)：871-878

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種輪胎噪音近遠(yuǎn)場(chǎng)混合傳播模型來進(jìn)行輪胎噪音檢測(cè)，該方法不僅準(zhǔn)確高效，對(duì)試驗(yàn)條件依賴性低，而且在有限距離內(nèi)可以模擬近遠(yuǎn)場(chǎng)噪音傳播，具有較高工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

本發(fā)明測(cè)試方法，首先對(duì)輪胎進(jìn)行有限元分析，所述輪胎為全鋼子午線輪胎，采用輪胎噪聲流-固耦合仿真分析，分別計(jì)算輪胎正側(cè)方不同距離與不同高度處測(cè)點(diǎn)的聲壓級(jí)，結(jié)果表明在1-8m范圍內(nèi)，測(cè)點(diǎn)高度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響較小，測(cè)點(diǎn)距離對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響較大，且傳播規(guī)律并不是通常的點(diǎn)聲源或線聲源所描述。通過計(jì)算機(jī)模擬輪胎加速和勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，提取輪胎的信息包括網(wǎng)格信息和節(jié)點(diǎn)信息。將流-固耦合仿真后的壓力波動(dòng)數(shù)據(jù)提取出來，導(dǎo)入Virtual?Lab中并設(shè)置為偶極子源，滾動(dòng)的輪胎對(duì)流體不斷產(chǎn)生推力導(dǎo)致流體質(zhì)點(diǎn)速度不斷變化，使得輪胎周圍流體振動(dòng)產(chǎn)生聲波，采用Virtual?Lab中的自動(dòng)匹配層技術(shù)，在輪胎結(jié)構(gòu)網(wǎng)格外設(shè)置包絡(luò)面網(wǎng)格，定義為聲學(xué)網(wǎng)格，并設(shè)置傳播介質(zhì)以及對(duì)應(yīng)的材料屬性。

本發(fā)明考慮到輪胎噪聲發(fā)聲機(jī)理的復(fù)雜性，通過混合傳播模型檢測(cè)，標(biāo)定關(guān)鍵參數(shù)，并將預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)室傳鼓法測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，分析發(fā)現(xiàn)：TBR輪胎噪聲混合傳播模型與仿真測(cè)點(diǎn)間的傳播規(guī)律吻合度高，預(yù)測(cè)結(jié)果誤差均低于0.85dB，平均誤差為7.55％，而理想的點(diǎn)聲源與線聲源模型對(duì)輪胎噪聲傳播規(guī)律最大預(yù)測(cè)誤差接近50％。為進(jìn)一步驗(yàn)證TBR輪胎噪聲混合傳播測(cè)量模型的有效性，根據(jù)仿真工況條件，設(shè)計(jì)輪胎的半消聲室轉(zhuǎn)鼓噪聲試驗(yàn)，結(jié)果表明輪胎噪聲流-固耦合仿真分析方法準(zhǔn)確模擬輪胎噪聲的傳播規(guī)律，該檢測(cè)方法結(jié)果有效精確，較好建立了輪胎近遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲的相關(guān)性，具有較大的工程應(yīng)用價(jià)值。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，對(duì)輪胎的花紋或材質(zhì)等進(jìn)行改良，制備較低噪音TBR輪胎。

附圖說明

圖1是軸對(duì)稱有限元模型。

圖2是計(jì)算機(jī)Abaque軟件分析結(jié)果數(shù)據(jù)庫中提取的輪胎壁面模型。

圖3是輪胎結(jié)構(gòu)網(wǎng)格外設(shè)置包絡(luò)面網(wǎng)格，定義為聲學(xué)網(wǎng)格。

圖4是輪胎正側(cè)方向設(shè)置的場(chǎng)點(diǎn)網(wǎng)格布置。