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汽车NVH水平不仅影响车内驾乘人员的品质感受,直接关乎产品市场竞争力,同时对现代城市环境噪声有着较大的贡献。排气系统噪声是燃油汽车噪声的重要组成部分,排气系统降噪仅靠控制排气管口噪声已无法满足市场和环境对车辆NVH性能日益严苛的要求,常被忽略的消声器壳体辐射噪声在某些车型上影响甚至超过了排气管口噪声,因此对消声器壳体辐射噪声机理和抑制方法研究具有重要意义。本课题来源于实际的整车NVH性能开发项目,某车型在开发后期车内后排噪声超标,锁定噪声源为消声器壳体辐射噪声。随后建立仿真模型对其进行优化设计,及相关参数基于容差模型的稳健性设计工作,具体的研究内容如下:(1)对于对象车辆怠速后排噪声超标的问题,利用现代振动噪声测试分析设备,配合主观评价法、频谱分析法和消去法,对怠速声源进行排查,发现了消声器壳体辐射噪声对车内后排噪声总声压级贡献较大,并通过手工改制,确定了可以通过控制消声器壳体辐射噪声,来实现对车内后排噪声水平的提升。(2)对消声器单件进行了结构模态分析和振-声传递函数测试,建立消声器结构FE模型和声学BEM模型,计算了消声器结构模态及振-声传递函数,通过仿真计算结果与试验结果的对比,验证了仿真模型具有较高的置信度,表明基于此仿真模型的研究工作具有实际工程意义。(3)根据试验和仿真分析结果阐述了消声器辐射噪声产生机理,并判断出对其产生影响的因素。选取对象车型排气系统现阶段能调整的9个参数,利用壳体辐射噪声仿真模型进行因素局部灵敏度分析计算,得到各因素的灵敏度大小,进一步选出了其中影响较大的7个参数,并在其当前取值附近选择多个数值点进行仿真计算,得到消声器辐射噪声随各因素改变的变化曲线,并简单分析了各参数对辐射噪声的影响规律。(4)选取局部灵敏度较高的7个参数进行正交优化设计仿真,获得优化的参数取值后,完成了样件制作和整车匹配验证,结果表明优化方案可行。随后对优化后的参数取值进行了稳健设计,提高了面向辐射噪声的消声器样件合格率。课题创新点:(1)通过试验和CAE的手段,分析了消声器结构模态和振-声传递函数,揭示了消声器壳体辐射噪声的形成机理,即消声器结构模态被激发后,壳体剧烈振动形成噪声辐射。(2)将稳健设计的思想应用到消声器壳体辐射噪声抑制工作中,通过对消声器结构参数和材料参数取值范围的合理设计,获得了对象消声器的优化方案。