随着现代科技技术的发展,研发者更加注重车辆舒适性的研究,舒适性已成为消费者心中一个评价车辆的重要参数,而车辆NVH性能则对车辆舒适性有着决定性作用。各大汽车制造商也加大对车辆NVH研发的投入,车室低频噪声是车辆NVH的重要组成成分且严重影响了乘坐舒适性,车身结构受到激励容易引发低频辐射噪声,严重破坏车室环境。因此,如何快速找到车内低频耦合噪声的根源,对主要噪声影响部件进行优化设计,以及对车内低频噪声特性分析,具有较强实际意义。本文以有限元法建立起车室声固耦合有限元模型,对车内结构耦合噪声进行预测分析,提出板件声学综合贡献量系数找出需优化板件,完成实验设计与板件优化设计,形成一套能预测分析车内低频噪声特性和有效降低车室低频噪声的方法。论文主要工作如下:(1)建立起车身结构、车室声腔和声-固耦合的有限元模型,基于模态理论依次进行车身结构模态分析、声腔声学模态分析、声-固耦合系统模态分析。分析得到车身结构模态中存在较多局部模态,且集中在前门板、顶棚和后门板处;声腔模态的振型层次分明,振型较强烈出现在地板、顶棚和前围板的周围;耦合系统的模态分布密集,易与整车部件发生共振。(2)针对车室噪声的形成机理进行分析,已知发动机激励,基于声学耦合有限元法对车内结构耦合噪声进行预测,分析车内低频噪声的特性。得到车内目标点的频响曲线大体一致,主要声压峰值出现在频率72Hz、134.1Hz和183.9Hz处,车内声压分布与板件振动速度和耦合模态有很大相关性。(3)由分析得出的峰值频段,结合部件划分的20块车身板件,对目标点声学响应进行板件贡献量计算分析。得出在同一频率下两目标点较大正贡献量的板件有很多是一样的,其中在72Hz处,板件17号(车室右侧门板)、7号(车室地板中部)、12号(车室左侧门板)对两目标点声压正贡献量都较大。同一板件在不同频率下对目标点既是最大正贡献量也是最小负贡献量。在此考虑到目标点权重与噪声水平系数提出板件声学综合贡献量系数,计算得到综合贡献量较大的板件有:车室地板中部、右前车门玻璃、车室地板前部、后门板、车室右侧门板、车室后门玻璃、前围板。这为后面试验设计找到了设计因子。(4)利用最优拉丁超立方设计法对上述七块板件的厚度在设计空间内抽取50组样本点,在有限元软件中相应的计算出车身质量、车身结构第17阶模态频率、两目标点的声压均方根值并作为输出响应,基于径向基神经网络法建立起近似模型。抽取十组样本点完成误差分析,误差值均较小,说明建立起的近似模型具有高精确度,满足工程要求,可代替有限元模型进行优化。(5)根据建立的近似模型,将车身质量和两目标点声压均方根值最小作为优化目标,以车身第17阶模态频率大于50Hz为约束条件,以板件综合贡献量较大的七块板件厚度为设计变量。使用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)在设计空间内进行多目标优化。将板件优化参数带入有限元中计算出响应并进行误差分析,得到近似模型与有限元模型的响应误差均小于2%,说明优化结果具有可靠性。分析优化结果得到,两目标点的声压均方根值分别下降3.57dB(A)和6.91dB(A),在72Hz处,两目标点的声压峰值分别下降3.06dB(A)和4.83dB(A),在声压峰值频段134.1Hz与183.9Hz处的声压峰值均有下降,整体声压均方根值都有降低,车身质量减轻了12.167Kg,车室低频结构耦合噪声得到有效控制,同时也达到车身轻量化的要求。同时也证明建立径向基神经近似模型,运用NSGA-II算法实现板件厚度优化降低车室结构耦合噪声方案的可靠性和有效性。