[發(fā)明專利]一種抑制輪胎空腔共振噪音的參數(shù)設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111495374.1
• 申請(qǐng)日: 2021-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN114218827A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢傳興;萬成;鄭昌軍;張永斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06F30/15;B60C99/00;G06F113/08;G06F119/10
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發(fā)明公開了一種抑制輪胎空腔共振噪音的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，是將抑制輪胎空腔共振噪音在輪胎內(nèi)表面貼附的吸聲材料等效成滿足Delany?Bazley?Miki理論模型的流體；再構(gòu)建基于多域邊界元法構(gòu)建輪胎空腔聲模態(tài)分析的聲學(xué)模型；然后使用圍道積分法求解非線性特征值問題的特征值，計(jì)算內(nèi)部貼附吸聲材料的輪胎空腔特征頻率；最后基于輪胎空腔特征頻率虛部來表征抑制輪胎空腔共振噪音效果，從而設(shè)計(jì)出抑制輪胎空腔共振噪音的多孔材料的最佳流阻率、厚度和寬度。本發(fā)明能計(jì)算內(nèi)部貼附吸聲材料的輪胎空腔頻率，為選取抑制輪胎空腔共振噪音的吸聲材料參數(shù)提供理論依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種抑制輪胎空腔共振噪音的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，為輪胎內(nèi)部貼附吸聲材料的參數(shù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

背景技術(shù)

在汽車的行駛過程中，凹凸不平的路面對(duì)輪胎表面產(chǎn)生激勵(lì)，輪胎表面發(fā)生振動(dòng)，進(jìn)而使得胎內(nèi)空氣產(chǎn)生振動(dòng)。當(dāng)空氣振動(dòng)達(dá)到共振頻率時(shí)將導(dǎo)致輪胎空腔共振，因而產(chǎn)生較大的空腔共振噪音，這就是輪胎空腔噪聲的產(chǎn)生機(jī)理；輪胎空腔共振頻率與輪胎空腔的尺寸密切相關(guān)，一般在150Hz-250Hz的范圍內(nèi)，這個(gè)頻率范圍，噪聲穿透力強(qiáng)，遞減慢，直達(dá)人耳骨，使人的交感神經(jīng)緊張等不適，對(duì)汽車的駕乘舒適性具有重要影響。

為了抑制輪胎在行駛過程種的空腔噪音，在輪胎內(nèi)部貼附吸聲材料是目前減小輪胎空腔共振的一種有效手段，其中是利用吸音材料的吸音效果抑制輪胎空腔噪音；但吸聲材料會(huì)影影響輪胎的動(dòng)態(tài)性能。當(dāng)吸聲材料尺寸太大會(huì)影響車輪重量以及材料的安裝，增加油耗和成本；流阻選擇不佳，影響抑制輪胎空腔噪聲效果。現(xiàn)有技術(shù)中，如何選取吸聲材料的最佳流阻以及尺寸目前尚無有效方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供了一種抑制輪胎空腔共振噪音的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，以期能給出吸聲材料流阻和尺寸對(duì)輪胎空腔共振頻率的影響規(guī)律，從而為吸聲材料的最佳流阻以及合適尺寸提供依據(jù)。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種抑制輪胎空腔共振噪音的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，所述輪胎空腔是由輪胎內(nèi)表面與輪輞共同形成的呈環(huán)空腔，在輪胎內(nèi)表面上安裝吸聲材料層，并沿輪胎周向整圈鋪設(shè)有環(huán)形吸聲材料層，且所述環(huán)形吸聲材料層的橫斷面呈矩形；其特點(diǎn)是：所述參數(shù)設(shè)計(jì)方法是按如下步驟進(jìn)行：

步驟1、用Delany-Bazley-Miki等效流體模型表征輪胎內(nèi)表面上貼附的環(huán)形吸聲材料層；

步驟2、構(gòu)建所述吸聲材料層的輪胎三維模型，并對(duì)所述輪胎三維模型的表面劃分單元網(wǎng)格；

步驟3、基于多域邊界元法構(gòu)建輪胎空腔聲模態(tài)分析的聲學(xué)模型，并基于所述聲學(xué)模型，利用式(1)構(gòu)建多域邊界元特征方程：

式(1)中：A為多域邊界元系數(shù)矩陣；λ表示內(nèi)部貼附吸聲材料輪胎的特征值；表示特征值λ對(duì)應(yīng)的特征向量；

步驟4、使用圍道積分法計(jì)算內(nèi)部貼附吸聲材料輪胎的特征頻率λ及其對(duì)應(yīng)的特征向量基于特征頻率λ虛部來表征輪胎空腔共振噪音的抑制程度，從而以特征頻率λ虛部絕對(duì)值最大對(duì)應(yīng)的環(huán)形吸聲材料層的流阻率σ，厚度C與寬度L作為能抑制輪胎空腔共振噪音的環(huán)形吸聲材料層的最佳流阻率、厚度和寬度。

本發(fā)明所述的抑制輪胎空腔共振噪音的參數(shù)設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)也在于，所述步驟1是如下過程進(jìn)行：

將所述環(huán)形吸聲材料層等效為滿足所述Delany-Bazley-Miki等效流體模型的流體，并利用式(2)和式(3)得到等效流體域Ω₂中的復(fù)波數(shù)k₂和復(fù)特征阻抗Z₂：

k₂＝k₁(1+0.122X^-0.618+i0.180X^-0.618) (2)