Tên luận án:
NGHIÊN CỨU TIẾNG ỒN TRONG KHOANG XE Ô TÔ CON DO RUNG ĐỘNG KẾT CẤU KHUNG VỎ
Ngành:
KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án "NGHIÊN CỨU TIẾNG ỒN TRONG KHOANG XE Ô TÔ CON DO RUNG ĐỘNG KẾT CẤU KHUNG VỎ" tập trung giải quyết vấn đề rung động và tiếng ồn ngày càng gia tăng trong ô tô hiện đại do tốc độ xe nâng cao và khối lượng khung vỏ nhẹ hóa, ảnh hưởng tiêu cực đến tính tiện nghi. Đề tài nhằm mục tiêu nghiên cứu tiếng ồn trong khoang xe ô tô con phát sinh từ rung động kết cấu khung vỏ, do hai nguồn kích thích chính là động cơ và mặt đường ngẫu nhiên. Trên cơ sở đó, luận án đề xuất các giải pháp hợp lý hóa kết cấu khung vỏ để giảm thiểu rung động và tiếng ồn.
Đối tượng nghiên cứu cụ thể là khung vỏ xe Toyota Camry LE, có khung vỏ chịu lực và cửa sổ nóc. Về mặt lý luận, nghiên cứu đã xây dựng các mô hình và sử dụng phần mềm chuyên dụng để phân tích rung, ồn, đồng thời bước đầu hợp lý hóa kết cấu khung vỏ ngay từ khâu thiết kế, bổ sung tài liệu nghiên cứu trong nước. Về mặt thực tiễn, kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao tính tiện nghi của ô tô, cho phép đánh giá sơ bộ rung ồn qua mô phỏng máy tính ở giai đoạn đầu thiết kế, giúp giảm chi phí và rút ngắn chu kỳ phát triển sản phẩm. Phạm vi nghiên cứu bao gồm rung động kết cấu vỏ xe từ động cơ và mặt đường, khối ồn trong khoang hành khách (có xét vật liệu hút âm của ghế) và hợp lý hóa kết cấu mảng nóc.
Luận án đã tiến hành nghiên cứu một cách đầy đủ và có hệ thống về rung động và tiếng ồn của khung vỏ xe, bao gồm cả tương tác giữa khối khí và kết cấu dưới tác động của lực kích thích từ động cơ và mặt đường. Các mô hình tính toán được xây dựng từ mô hình 3D thực tế với độ chính xác cao, được kiểm chứng qua việc so sánh tần số rung động riêng tính toán với thực nghiệm. Nghiên cứu đã phân tích rung động và tiếng ồn trong khoang xe với hai trường hợp không có ghế và có ghế, làm rõ vai trò của ghế trong việc hút âm và thay đổi đường truyền âm. Kết quả tính toán cho thấy phân bố ồn phụ thuộc vào hình dạng khối ồn và chịu ảnh hưởng của ghế, vật liệu hút âm.
Một trong những đóng góp quan trọng là việc hợp lý hóa mảng nóc, tìm ra kết cấu tối ưu với 4 thanh ngang và độ dày 0,7 mm. Kết cấu tối ưu này giúp giảm khối lượng mảng nóc, tăng tần số rung động riêng và giảm đáng kể áp suất âm tại vị trí tai người lái và hành khách. Phương pháp nghiên cứu của luận án có tính ứng dụng cao, có thể dùng để đánh giá và tối ưu hóa kết cấu thân vỏ trong quá trình thiết kế mới hoặc cải tiến các dòng xe hiện có.
Mục lục chi tiết:
-
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
- 1.1. Đặc điểm rung động và tiếng ồn của ô tô
- 1.2. Nguyên lý sản sinh tiếng ồn trong của ô tô
- 1.3. Tình hình nghiên cứu rung động và tiếng ồn của ô tô trên thế giới và trong nước
- 1.3.1. Tình hình nghiên cứu rung ồn của ô tô trên thế giới
- 1.3.2. Tình hình nghiên cứu rung ồn của ô tô trong nước
- 1.3.3. Nhận xét các nghiên cứu trên thế giới và trong nước
- 1.4. Kết luận chương 1
-
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH RUNG ĐỘNG CỦA KẾT CẤU KHUNG VỎ XE Ô TÔ CAMRY LE
- 2.1. Cơ sở lý thuyết phân tích đặc tính rung động của kết cấu nhiều bậc tự do
- 2.1.1. Phương trình rung động kết cấu nhiều bậc tự do
- 2.1.2. Phân tích đặc tính rung động riêng
- 2.1.3. Phân tích rung động khi có kích thích
- 2.2. Xây dựng mô hình phân tích rung động khung vỏ xe ô tô Camry LE
- 2.2.1. Xây dựng mô hình CAD 3D ô tô Camry LE
- 2.2.2. Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn khung vỏ ô tô Camry LE
- 2.3. Phân tích rung động riêng của khung vỏ xe ô tô Camry LE
- 2.3.1. Phân tích rung động riêng của khung vỏ xe ô tô không có cửa và kính
- 2.3.2. Phân tích rung động riêng của toàn bộ khung vỏ xe (có kể đến cửa và kính)
- 2.3.3. Đánh giá tính chính xác của mô hình mô phỏng
- 2.4. Phân tích rung động khung vỏ xe ô tô khi có kích thích
- 2.4.1. Các giả thiết xây dựng mô hình tính toán
- 2.4.2. Xác định lực kích thích của ĐC và MĐ
- 2.4.3. Phân tích rung động của khung vỏ xe ô tô khi có kích thích của động cơ
- 2.4.4. Phân tích rung động của khung vỏ xe ô tô khi chịu kích thích của ĐC và MĐ
- 2.5. Kết luận chương 2
-
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH TIẾNG ỒN TRONG CỦA KHOANG XE Ô TÔ CAMRY LE
- 3.1. Cơ sở lý thuyết phân tích tiếng ồn
- 3.1.1. Phương trình phần tử hữu hạn âm học
- 3.1.2. Phương pháp phần tử hữu hạn âm học tương tác và kích thích
- 3.2. Phân tích tiếng ồn trong khoang xe của ô tô
- 3.2.1. Phân bố ồn trong ô tô
- 3.3. Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn khối ồn trong của xe ô tô Camry LE
- 3.4. Phân tích phân bố ồn trong của xe ô tô Camry LE
- 3.4.1. Mô hình tính toán phân bố ồn trong của xe ô tô Camry LE
- 3.4.2. Kết quả tính toán phân bố ồn trong của xe ô tô Camry LE
- 3.5. Phân tích tiếng ồn tương tác trong của xe ô tô có xét đến lực kích thích của động cơ
- 3.5.1. Mô hình phân tích tiếng ồn tương tác trong của xe ô tô Camry có kể đến lực kích của động cơ
- 3.5.2. Kết quả tính toán tiếng ồn trong của xe ô tô Camry khi không có ghế và có ghế
- 3.6. Tính toán tiếng ồn tương tác trong của xe ô tô Camry có kể đến lực kích thích của ĐC và MĐ
- 3.6.1. Mô hình tính toán tiếng ồn trong của xe ô tô Camry có kể đến lực kích thích của ĐC và MĐ
- 3.6.2. Kết quả tính toán tiếng ồn trong của xe ô tô Camry có kể đến lực kích thích của ĐC và MĐ
- 3.7. Kết luận chương 3
-
CHƯƠNG 4: HỢP LÝ HÓA KẾT CẤU KHUNG VỎ XE Ô TÔ CAMRY LE THEO RUNG ỒN
- 4.1. Lý thuyết tối ưu hóa
- 4.1.1. Các phương pháp tối ưu
- 4.1.2. Phân tích lựa chọn phương pháp tối ưu.
- 4.2. Thiết kế hợp lý hóa kết cấu khung vỏ mảng nóc xe ô tô Camry LE
- 4.2.1. Xác định biến thiết kế, hàm mục tiêu, và điều kiện ràng buộc
- 4.2.2. Miêu tả số học đặc tính rung động kết cấu mảng nóc
- 4.2.3. Thuật toán tối ưu mảng nóc
- 4.2.4. Kết quả tối ưu mảng nóc
- 4.2.5. Xuất dữ liệu và xử lý dữ liệu.
- 4.3. So sánh kết quả trước và sau khi hợp lý hóa
- 4.3.1. Rung động riêng
- 4.3.2. Tiếng ồn trong khoang xe
- 4.3.3. Kết cấu mảng nóc trước và sau hợp lý hóa
- 4.4. Kết luận chương 4
-
KẾT LUẬN CỦA LUẬN ÁN
-
KIẾN NGHỊ
-
HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
-
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ