Page 136 - 应用声学2019年第5期

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(a) (0,2)350 Hz (b) (0,3)965 Hz (c) (0,4)1763 Hz (d) (0,5)2666 Hz (e) (1,1)726 Hz (f) (1,2)1617 Hz

(g) (1,3)2273 Hz (h) (1,4)2796 Hz (i) (1,5) 3366 Hz (j) (1,6)4015 Hz (k) (r,0)2763 Hz (l) (r,1)1817 Hz

(m) (r,2)1588 Hz (n) (r,3)2474 Hz (o) (r,4)2938 Hz (p) (r,5)3669 Hz (q) (r,6)4470 Hz (r) (r,7)5330 Hz
图 4 车轮显著模态振型
Fig. 4 The significant modal shape of the wheel

1.3 车轮模态阻尼比分析 轮在显著模态频率处都具有良好的减振效果，高频

阻尼贴片属于一种约束阻尼结构，W1 车轮是 区段的模态阻尼比增量要比中低频的高，可见阻尼
由 1.2 mm ZN03 型阻尼材料与 0.8 mm 铝合金板 贴片装置对高频噪声会有更好的抑制效果。频率
复合而成，如图 5 所示；W2 车轮是由 0.3 mm 铝合 在 2656 Hz、3601 Hz 处模态阻尼比增加不显著，从
金薄板、1.2 mm ZN03 型阻尼材料与 0.8 mm 铝合 模态分析的结果可知在这两个频率处车轮主要表
金板复合而成，如图 6 所示。其中铝合金密度为 现为踏面的扭摆振动，而阻尼材料粘贴在辐板和
2720 kg/m ，泊松比 0.33，弹性模量 71 GPa；阻 轮辋内侧边缘上，对踏面的扭摆起不到较好的抑制
3
尼材料密度为 1000 kg/m ，泊松比 0.4，弹性模量 作用。
3
0.0015 GPa，阻尼系数 0.3。W1 车轮与标准车轮相
比附加质量为 1.63 kg，W2 车轮与标准车轮相比附
加质量为2.05 kg。

0.8 mm ᨸՌ᧛౜
0.3 mm ᨸՌ᧛౜
1.2 mm ZN03ی᫾ࡉెந

0.8 mm ᨸՌ᧛౜

1.2 mm ZN03ی᫾ࡉెந 图 6 W2 车轮示意图
Fig. 6 W2 sketch map

2 振动声辐射特性仿真分析与试验分析
图 5 W1 车轮示意图
Fig. 5 W1 sketch map
2.1 声辐射特性仿真分析
利用半功率带宽法对车轮频率响应函数进行 在 Hypermesh 中建立标准车轮、W1 和 W2 车
分析，计算出车轮各阶模态阻尼比，如表 1 所示。由 轮的有限元、边界元模型，再利用 MSC.NASTRAN
表 1 可见，W1、W2 车轮频率在 1600 Hz 以上各阶 计算车轮的振动响应，并且以车轮的振动响应为声
模态阻尼比均有很大的提升，最大增幅均提高一个 学边界条件导入 LMS.VIRTUAL.LAB 计算车轮的
数量级，再与标准车轮对比可以看出阻尼贴片式车 声辐射水平，如图7所示。