在眾多噪聲源中,汽車噪聲是一種流動性噪聲,因此也是對環境影響最廣最突出的一種噪聲。經過多年努力,汽車制造商在發動機、傳動系和進排氣系統的減噪方面都取得了很大的成功。與此同時輪胎的噪聲逐漸成為汽車主要噪聲源。例如,加速行駛時,汽車總噪聲中輪胎噪聲約占20%,穩態行駛中輪胎引起的噪聲約占車輛總噪聲70%。對汽車進行聲固耦合分析,可以預測輪胎行駛中輪胎與地面接觸噪聲,輪胎振動噪聲以及胎面花紋噪聲等主要的輪胎噪聲問題,給輪胎的減噪設計提供相關依據。

聚焦“輪胎”

未來輪胎什么樣 帶您見識那些概念輪胎

輪胎作為汽車唯一與地面接觸的媒介,它的重要程度不言而喻。雖然現階段大部分量產車仍舊采用傳統輪胎,但各大輪胎廠商一直沒有停止輪胎的創新。這些為未來設計的輪胎雖然現階段還受各種因素的限制,但它們帶來的全新...

“輪胎行業可持續發展”研討會在蓉舉行

上中下游企業齊聚  全產業鏈智庫云集“輪胎行業可持續發展”研討會在蓉舉行2014年11月12日,作為第12屆“米其林必比登挑戰賽”的重要活動之一,“輪胎行業可持續發展”研討會在成都舉行。上汽集團、米其林、江...

降低胎噪:輪胎尺寸、花紋藏玄機

       路面的粗糙程度路面結構路面材料是影響輪胎噪音大小的因素。另外,輪胎和輪轂的寬度也制約著降噪的難度,寬輪胎由于支承面較寬的緣故噪音會變得更大,比起那些尺寸較窄的輪胎,寬輪胎會排擠更多的空氣和推動更多的“氣團”產生震動。而對于發動機前置的汽車來說,坐在后排的乘客會更容易察覺到輪胎的滾動噪音,因為車身后部受發動機噪音和風噪影響相對較小,此時,胎噪就會凸顯出來,所以當我們判斷胎噪情況時,大多選擇坐在后排進行甄別。

        人耳感知到的滾動噪音是由發聲源發出的穿過空氣介質不斷震動后進入耳朵。由于某些特性以及因素的變化,胎噪也會時大時小,這基本可總結為路面和輪胎的組合情況。路面結構和材料對于胎噪來說有著顯著的影響,如當車輛通過潮濕路面的噪音分貝級別要明顯高于車輛通過干燥路面的級別。

        而輪胎本身的花紋設計,對于胎噪來說也起著主導性的作用,例如,一款輪胎的花紋凹槽成90度,而同樣一款車裝配的花紋斜度成明顯采用銳角的設計,我們也能很輕易的比較出90度凹槽花紋的輪胎在胎噪方面要嚴重些。 楔紋筋條的輪胎在行駛時不夠穩定,由于它在轉動過程中會有...

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?輪胎噪聲淺析


      摘要:

         歸納闡述輪胎噪聲研究的重要性、 產生機理、 評價方法及輪胎降噪方法等。隨著汽車工業的發展, 車輛噪聲越來越受到關注,輪胎噪聲是車輛噪聲的主要來源,對輪胎噪聲的控制越來越嚴格;輪胎內部激勵噪聲包括空氣動力噪聲、泵浦噪聲、 氣柱共鳴噪聲、花紋塊撞擊和振動噪聲以及粘吸/滑移噪聲等,外部噪聲主要是與路面互相作用產生的噪聲;輪胎噪聲評價包括主觀評價和客觀評價;輪胎降噪的主要途徑包括優化花紋塊設計、改善輪胎均勻性和動平衡、采用高阻尼橡膠材料和優化路面紋理等。



輪胎降噪方法及其影響

序號 設計技術 理由 其它影響
1     a. 采用盡可能多的花紋節距數, 盡量取素數為好, 如3 , 5, 7 , 11等
    減少了花紋塊數, 軟化花紋塊, 進而減小了 花紋塊對路面的撞擊振動     增加胎面花紋與均勻磨耗的關聯性, 同時可能帶來美學 和實用上的一些限制
    b. 采用盡量大的輪胎節距數比例, 但要避免成整數比例, 最好取比例相近的不接近整 數的無理數比, 如4 / 3     對能量的分散有幫助, 整數比例容易引起共振
    c. 采用盡可能多的不等節距設計     使頻譜圖變得更光滑, 避免噪聲頻譜線上的峰值集中
    d. 采用隨機節距排列     使節距排列不規則化, 減少在相同頻率上發生疊加性加強的現象
    e. 分別在輪胎胎面中心線兩側采用不同的節距排列順序     節距進一步隨機化, 時域聲中心能量分布趨于平衡
2     采用較窄和較淺的花紋溝     較小的花紋溝產生的振動比較少, 排放的空氣少    濕路面和雪地牽引力下降, 干地面牽引力和側向力會增大
3     增大橫向花紋溝的周向角度     使負荷傳遞更平滑, 降低進入接地區域時的振動和沖擊, 使離開接地面時的空氣釋放更平緩    雪地牽引力下降
4     花紋溝有良好的通透性     避免封堵空氣, 減少接地時閉合的花紋溝數以減少共振    可能改善濕路面牽引力
5     花紋溝錯開設計, 避免花紋溝同時進入接地面和離開接地面     保證大的激勵不會發生在輪胎的不連續位置, 噪聲接地面內的花紋溝面積是恒定的    增加胎面花紋與均勻磨耗的關聯性
6     減小胎冠和胎側的剛度    減少了對路面的沖擊    縱向和橫向剛度會下降
7     減小法向力和增加內壓    減小輪胎振動    乘坐舒適性下降

 ?案例:輪胎橫向花紋溝噪聲影響因素的剖析

      方案亮點:

        本研究通過建立單個橫向花紋溝模型和提取滾動過程中花紋溝位移來模擬輪胎運行條件,利用FSI方法仿真橫溝花紋泵吸現象,并對比分析了不同速度、胎壓、載荷、摩擦因數等對泵吸噪聲的影響。

      案例概覽:

1. 橫向花紋溝輪胎滾動分析;      3. 結果與結論:  

2. 泵吸噪聲模型的建立:                  3.1  速度變化對橫向花紋溝噪聲的影響;

    2.1 橫向花紋溝模型;                   3.2  胎壓變化對橫向花紋溝噪聲的影響 ;   

    2.2  FSI面信息傳遞條件;             3.3  載荷變化對橫向花紋溝噪聲的影響;

    2.3 流場的數值模擬方法;            3.4  摩擦因數變化對橫向花紋溝噪聲的影響。      


 ?案例:輪胎內、 外聲場的耦合特性

      方案亮點:

        應用大型有限元軟件Abaqus,對某型汽車輪胎進行沖擊載荷作用下的內、外聲場耦合分析,并在實驗室條件下測試了輪胎沖擊錘定位敲擊試驗的輻射聲場。數值模擬的輪胎變形、聲壓分布規律與試驗結果一致,這表明數值模擬在輪胎噪聲的研究中可以提供有效參考。

      案例概覽:

1. 結構、 聲輻射耦合計算數學模型;        

2. 沖擊試驗及聲固耦合數值模擬;      

3. 數值模擬結果;                    

      結論:

       輪胎受沖擊載荷的變形過程,其變形大小和分布與試驗一致。考慮內聲場和外聲場的耦合影響,聲壓分布與試驗結果吻合。考慮各個方向上聲場的分布,其中在180°位置、0.025s以前變化劇烈,其余3個方向上分布基本一致。

 ?專家工作室


  奇博士,海基科技副總經理兼技術總監,畢業于瑞典皇家工學院航空與車輛工程學院MWL實驗室,具有十年以上聲學仿真經驗,創建了海基科技聲學事業部。領銜完成大飛機專項壁板、環控系統、增升裝置噪聲、核電站聲共振、主控制室等聲學課題。



隋洪濤:博士,海基科技副總經理,具有十五年以上CAE仿真經驗。曾主持完成了航空、航天、汽車、船舶、能源領域等工程咨詢項目一百多項,曾參與完成國家自然科學基金、航空基金各一項,有十二篇論文在國內外發表;出版專著《精通CFD動網格工程仿真與案例實戰》。



白長安碩士,高級工程師,畢業于上海工程技術大學汽車工程學院,獲得車輛工程專業碩士學位。曾參與變排量葉片式機油泵研發、機油泵振動噪聲測試與仿真優化、空調通風口噴流噪聲分析、汽車后視鏡風噪聲預測、管道聲傳播研究以及建筑聲學預測仿真分析等多項咨詢項目。

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案例閱覽室:

Abaqus基礎培訓

【課程簡介】

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? ??第二講 Abaqus/CAE中操作幾何體
? ??第三講 Abaqus/CAE中的材料屬性和裝配件
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