[发明专利]一种轮胎外轮廓声学贡献度分析方法

摘要

本发明公开了一种轮胎外轮廓声学贡献度分析方法，涉及轮胎降噪领域。分析方法包括三个部分划分轮胎声学网格外轮廓，分析声学传递向量；导入轮胎模态的有限元分析结果及施加轮胎在路面稳态滚动时所受的径向激励力，通过轮胎结构网格分析轮胎的模态参与因子；通过模态声学传递向量技术分析轮胎振动辐射噪声和轮胎外轮廓的声学贡献度。本发明由于充分考虑了轮胎在路面稳态滚动时所受的径向激励力及轮胎的固有频率和振型等特征，可以分析得到轮胎振动辐射噪声及轮胎外轮廓各个部件对其噪声水平的贡献度。本方法适用于轮胎振动辐射噪声的预测及轮胎外轮廓各部件的声学贡献度分析。

主权项

一种轮胎外轮廓声学贡献度分析方法，其特征在于，划分轮胎声学网格外轮廓，分析声学传递向量；导入轮胎模态的有限元分析结果及轮胎与路面间频域内的径向激励力，通过轮胎结构网格分析轮胎模态参与因子；运用模态声学传递向量技术分析轮胎振动辐射噪声和轮胎外轮廓声学贡献度；具体步骤为：A)通过ABAQUS、Ansys、Nastran、I‑Deas或LS‑Dyna有限元软件，在额定气压、额定载荷下，获取轮胎受载变形后的三维有限元网格，即为轮胎结构网格；在Hypermesh软件中提取轮胎结构网格的面网格，并且补全轮辋部分的网格，即获得轮胎声学网格；利用ABAQUS、Ansys、Nastran、I‑Deas或LS‑Dyna获得轮胎模态有限元分析结果；轮胎与路面间时域内的径向激励力由ABAQUS软件模拟得到，并通过傅里叶变换将时域内的径向激励力转化为频域内的径向激励力；B)所述划分轮胎外轮廓分析声学传递向量，具体是，利用声学软件LMS Virtual.Lab，将轮胎声学网格外轮廓结构划分为胎面、上胎侧、中胎侧、下胎侧、耐磨胶和轮辋六个部件，并将六个部件设置成一个单元组；其中，胎面为轮胎与路面接触的区域；将轮胎胎侧部分均匀的划分为三部分，靠近胎面处的部分为上胎侧，靠近轮辋处的部分为下胎侧，中间部分为中胎侧；耐磨胶为轮胎与轮辋配合的区域；定义路面为刚性反射部件，按照GB/T3767‑1999《声学‑声压法测定噪声源声功率级‑反射面上方近似自由场的工程法》标准设置噪声观测点，利用声学软件LMS Virtual.Lab分析20Hz到500Hz频率范围内的声学传递向量；C)所述分析轮胎模态参与因子，具体是，在声学软件LMS Virtual.Lab中，将步骤A)中得到的轮胎模态有限元分析结果导入步骤A)中得到的轮胎结构网格中，在轮胎与路面接触区域的中心点处施加垂直于路面的频域内的径向激励力，所述频域内的径向激励力为步骤A)中得到，利用声学软件LMS Virtual.Lab分析轮胎在20Hz到500Hz频率范围内的模态参与因子；D)所述分析轮胎振动辐射噪声，具体为，将步骤C)分析得到的模态参与因子结果导入步骤B)中得到的声学传递向量中，通过数据映射转移将步骤A)中得到的轮胎模态有限元分析结果映射转移到步骤A)中得到的轮胎声学网格中，得到数据映射转移后的结果；其中，数据映射转移的具体分析方法为：在轮胎声学网格上，以其中一节点为圆心，d为半径的圆内，寻找最多i个轮胎结构网格上的节点，并作为轮胎声学网格上节点的原始数据；若在该圆内寻找到的轮胎结构网格上的节点数多于或等于i个，则选用距离圆心最近的i个节点作为轮胎声学网格上节点的原始数据；若在该圆内寻找到的轮胎结构网格上的节点数少于i个，即选用在该圆内寻找到的轮胎结构网格上的节点作为轮胎声学网格上节点的原始数据；则轮胎声学网格上某节点的轮胎模态有限元分析结果为：Ptarget=P11d1+P21d2+...+Pi1di1d1+1d2+...+1di]]>其中，d1、d2、...di为寻找到的轮胎结构网格上的第i个节点到圆心的距离；P1、P2、...Pi为寻找到的轮胎结构网格上的第i个节点的轮胎模态有限元分析信息；Ptarg et为轮胎声学网格上节点的模态有限元分析信息；d取20mm—30mm，i取2—4；然后，通过步骤B)中得到的声学传递向量、六个部件组成的单元组和步骤D)中得到的数据映射转移后的结果，利用声学软件LMS Virtual.Lab分析模态声学传递向量、轮胎外轮廓各部件的声压幅值和相位；E)分析步骤B)中得到的噪声观测点处的1/3倍频A计权轮胎振动辐射噪声及场点频响函数曲线，具体方法为：P＝{MATV(ω)}T·{MRSP(ω)}其中，P为轮胎振动辐射噪声，ω为频率，{MATV(ω)}T为模态声学传递向量，{MRSP(ω)}为由模态参与因子构成的向量；{MATV(ω)}T＝jω·Ωn·{MRSP(ω)}，Ωn为轮胎模态有限元分析结果在轮胎结构网格表面法线方向上的分矢量组成的矩阵；F)所述轮胎外轮廓声学贡献度分析的具体方法为，通过步骤E)中得到的噪声观测点处的场点频响函数曲线，分析曲线中峰值声压所对应的频率；然后，提取峰值声压所对应频率下的轮胎外轮廓各个部件及总贡献的声压幅值和相位；最后，运用幅值‑相位法分析轮胎外轮廓各部件的声学特性。