基于压电/铁电阻尼的车辆声品质控制研究

通过调节车辆发出的声音品质，使其能象产品外观造型一样，满足消费者视觉和听觉的愉悦性要求，是当前噪声研究面临的新挑战。本项目旨在以心理声学参数为基础，将压电/铁电阻尼技术应用于车辆声品质控制过程之中。首先建立包含压电/铁电材料机-电耦合作用及结构动力学特性的声-固耦合动力学模型，研究其声振特性，然后针对附有压电/铁电材料的结构优化问题，建立拓扑优化模型，研究优化算法，通过空间拓扑变换，以腔体声品质参数为主要目标，使结构质量最小，动力学特性最优，进而完成车辆噪声阻尼控制与结构拓扑优化的有机融合。在此基础上，考虑系统参数不确定性、材料各向异性、非线性本构关系等引起的建模不确定性和外部扰动问题，提出一种鲁棒控制方法，使控制系统具有较高的稳定性和收敛性；通过理论及实验研究，探索适用于车辆噪声阻尼控制与结构优化的一体化理论与技术，为具有高声品质的车辆声学设计提供理论与技术支持。

本项目旨在以心理声学参数为基础，将压电/铁电阻尼技术应用于车辆声品质控制过程之中。建立了包含压电/铁电材料机-电耦合作用及结构动力学特性的声-固耦合动力学模型，研究其以声品质控制为目标的声振特性。针对附有压电/铁电材料的结构优化问题，建立拓扑优化模型，以腔体声品质参数为主要目标，使结构质量和动力学特性最优，实现车辆噪声阻尼控制与结构拓扑优化的有机融合，并确定压电材料在腔体板结构上的分布位置、形状及各层厚度。通过进行噪声评审团试听试验，建立了以统计特征拾取为基础的多变量回归分析及神经网络模型方法的主客观统一噪声品质评价模型。完成了比例试验模型的搭建及试验测试系统的建立，完善了声品质评价的测试与评估、分析方法；应用声品质试验与评价方法，对汽车喇叭、雨刮系统和启动电机等零部件进行声品质试验、评价与分析。通过理论及实验研究，探索适用于车辆噪声阻尼控制与结构优化的一体化理论与技术，为具有高声品质的车辆声学设计提供理论与技术支持。