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汽车车身噪声和振动控制方案

时间:2023-08-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:阻尼材料和阻尼结构的最佳使用频率范围是200500Hz。使用时,将阻尼片放置在车身的某个部位,经过高温烘烤,阻尼熔化,然后与车身板熔为一体。扩展型阻尼片阻尼效果非常好,粘贴性能很好,还可以增加车身刚度,防止金属腐蚀。沥青价格便宜,具有良好的阻尼,在地板上使用最多。复合阻尼钢板在车身上和发动机上已经广泛使用。在车身板上,复合阻尼板在前壁板上使用得最多。

汽车车身噪声和振动控制方案

虽然高分子聚合物的阻尼大,但是刚度低,因此它不能单独在工程上使用。将高分子聚合物与钢板一起使用,就可以充分利用钢板的高刚度和高分子聚合物的大阻尼,实现复合结构的高强度和大阻尼。

车身阻尼控制技术就是充分利用钢板和高分子聚合物的优势,通过优化设计和工艺,使这两者组成的复合结构性能最佳,从而实现车身板的振动和噪声控制。将阻尼材料加到应变能最大的地方会取得最好的效果。阻尼材料和阻尼结构的最佳使用频率范围是200500Hz。

1.阻尼片的应用

阻尼片是指常温下阻尼材料的形状是片状。它要么附着在一层银箔上,因阻尼具有黏性,所以它可以贴在金属板上;要么是一块坚硬的阻尼板,高温熔化后,贴在金属板上。常用的阻尼片有银箔约束阻尼片和扩展型阻尼片。

(1)银箔约束阻尼片(Foil Constrained Layer)

银箔约束阻尼片是将阻尼材料铺在一层薄银箔上,然后再覆盖一张纸。常温下,阻尼材料是柔软的并且具有黏性。使用时,将覆盖的纸去掉,将阻尼直接贴在车身部位,外表面就是银箔。图3-57是银箔阻尼片贴在车门和顶棚的照片。银箔约束阻尼片可以裁剪成任何形状,容易粘贴,重量轻,在车身NVH开发过程中经常用到。

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图3-57 银箔约束阻尼片的应用(见彩插)

(2)扩展型阻尼片(Expandable Damper Sheet)

常温下,这种阻尼片呈现坚硬的块状。使用时,将阻尼片放置在车身的某个部位,经过高温烘烤,阻尼熔化,然后与车身板熔为一体。扩展型阻尼片阻尼效果非常好,粘贴性能很好,还可以增加车身刚度,防止金属腐蚀。在前壁板上、轮毂包上、中控道上应用比较多,如图3-58所示。扩展型阻尼层的厚度通常为24mm。

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图3-58 扩展型阻尼片在车身上的应用(见彩插)

沥青板也属于扩展型阻尼片。沥青价格便宜,具有良好的阻尼,在地板上使用最多。由于沥青板太重,常温下很难放置在垂直面、斜面和弧面上,因此除了地板这样的水平面上,其他地方用得不多。

2.阻尼涂层的应用

阻尼涂层使用的阻尼材料呈液体状,使用的时候,用喷枪将阻尼材料喷到车身上或者使用刷子将阻尼材料涂在车身上。片状阻尼层看上去很平整,而阻尼涂层看上去凸凹不平而且呈现出颗粒状。(www.xing528.com)

阻尼涂层也具备良好的阻尼性能,通常使用在车身外面,如地板底部和轮毂包上,如图3-59所示。阻尼涂层能很好地衰减来自路面的石子敲击和溅水敲击,降低车身板的振动和辐射噪声。

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图3-59 阻尼涂层的应用(见彩插)

3.复合阻尼钢板

复合阻尼钢板是约束阻尼结构,即在两层钢板之间夹了一层黏弹性阻尼材料。钢板保证了结构的强度,而黏弹性材料本身以及它与钢板约束层之间的剪切提供了阻尼,所以复合阻尼钢板具有钢材的高强度和黏弹性材料大阻尼的特征。复合阻尼钢板在车身上和发动机上已经广泛使用。

在车身板上,复合阻尼板在前壁板上使用得最多。有的车身上,整个前壁板用复合阻尼钢板做成,除了达到阻尼减振的目的外,它还取代了部分隔声功能。图3-60a表示传统的前壁板与两边的吸声和隔声层,图3-60b表示采用复合阻尼材料的前壁板与两边的吸声和隔声层。采用复合阻尼钢板后,可以减少隔声与吸声层,仍然达到一样的隔声效果,而且重量可以减轻13kg。

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图3-60 复合阻尼钢板

复合阻尼钢板在车身上更多是局部应用,即将复合阻尼钢板附加在车身板的某个部位来抑制局部振动。图3-61是在前壁板的两个部位增加复合阻尼钢板来提高局部的阻尼,同时也增加了局部刚度并提升了局部隔声能力。

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图3-61 复合阻尼板加在前壁板的局部位置上(见彩插)

某款车被诊断其前壁板的振动对车内噪声贡献比较大。在进行了前壁板的模态分析后,确定了振动大的部位和频率,然后在局部增加了复合阻尼板。图3-62a给出了普通钢板和加了复合阻尼板后的某点的振动比较。加了复合阻尼板后,前壁板的振动在整个转速范围内都降低,特别是使3400r/min附近的峰值降低了许多。图3-62b是对应的车内噪声图,在整个转速范围内,噪声降低了13dB,特别是在3400r/min,降低了约5dB(A)。

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图3-62 没有加和加了复合阻尼板的比较

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