Особенности расчета низкочастотной структурной составляющей транспортных средств, страница 3

      1. Определяются собственные частоты и формы  колебаний  замкнутого воздушного объема салона,  при этом для низших частот находятся изолинии давления - изобары.  Распределение и интенсивность которых  по отношению  к  1  как максимуму и предполагает фактически о требуемом изменении геометрической формы салона  при  выявлении  роста  вблизи опасной  зоны-головы водителя.  Очевидно,  что эти изолинии получены искусственно с точностью до произвольной постоянной,  что  соответствует  операции нормирования собственных векторов.  Тем не менее, характер такого распределения существенно не изменяется  при  реальном действии нестационарной нагрузки - движения панелей, а только растет по действительной амплитуде в соответствии с диаграммой коэффициента динамичности.  Следовательно,  для  анализа  поведения колебательной системы-объема воздуха в салоне это является  непременным  атрибутом исследований.

         Подобно анализируются собственные значения выделенных  отдельно элементов машин: пола, крыши, дверей, стекол. Здесь необходимо отметить следующее, -поскольку исследования таких  фрагментов  не  всегда возможны так как последние,  являясь частью корпуса (пол,  крыша) не могут быть проанализированы экспериментально  отдельно  от  основной части  машины,  их анализ проводится путем отклика на принудительную вибрацию, рост амплитуд которой говорит об отдельных возбуждениях на совпадающих с собственными частотах.  Таким образом, возможна коррекция полученного численно решения,  что оправдано,  для таких  весьма сложных для моделирования деталей.  Опыт проведения таких исследований является основой для вычислительного прогнозирования уже проектной конструкции для данного конкретного производства.

        Следующим этапом является анализ поля структурного шума в салоне, который содержит:

     2. Проведение динамического анализа - определение  амплитудно-частотной вибрации панелей от источников возбуждения.  Отработанные модельные параметры основных соотношений уравнений движения, соответствующие собственным значениям, проверенным и подтвержденным экспериментально, являются базовыми в вычислительном эксперименте.  Решается уравнение  (2),  входным вектором нагрузок является вектор виброскоростей или ускорений характерных  точек-узлов крепления панелей. Для дверей -это петли и замок,  для крыши-обводы,  ее контуры,  а для пола-периметр и опорные балки (в рамной конструкции).  Решение уравнения  (2)  возможно двумя видами, - методом сложения форм колебаний и путем пошагового интегрирования по времени, соответственно исследуемым режимам вибрации:  установившиеся колебания либо переходные, неустановившиеся:

(2,a)

Здесь  r-номер частоты,   w_r -ее значение,  V^т_r   и  V_r -собственные векторы, U(0) и U'(0) начальные значения векторов перемещения и скорости,  а  f(t') -текущий вектор нагрузки.  В уравнении (2,б)   i   -шаг итерации прямого решения,   a 411 7 _ 0  7e 422 0 -коэффициенты рекуррентного соотношения метода Бубнова-Галеркина,  учитывающие координату  времени на исследуемом отрезке D(t_i),  {U_i} -{U'_i-1} -векторы перемещений-скоростей и [K] _i , [M] _i-1,  F _i- матрицы параметров исследуемого  объекта, входящие в уравнение (2) на текущем и предыдущем шагах. Отметим, что после перехода к главным координатам  интегральная  часть  уравнения (2,а) также эффективно решается и по (2,б), для схем, когда основные матрицы [K]_i, [M] _i , [K] _i-1 и т.д. одномерны (1x1).

        Таким образом  возможен  полный учет как структурной так и воздушной компонент звука в соответствии с общепринятым диапазоном  для всех областей звукового поля [ 62 0,  с.24]: вынужденных колебаний (квазистационарного звукового давления); единичных отражений звука (низкочастотного звукового давления  вплоть до 1000 Гц , согласно коэффициенту динамичности); квазидиффузного звукового поля (воздушной компоненты, образованной резонансной отдачей-реверберацией верхних частот собственных колебаний воздушного объема внешнему воздействию как от  высших частот колебаний панелей,  так и от передачи колебаний по воздуху).  Входными данными  для  расчета  виброскоростей  по  каждому элементу  конструкции  (панелей и т.п.)  принимаются согласованные по времени  и  экспериментально измеренные типовые зависимости виброускорений  рамы и пола кузова 6 (желательно в точках-узлах крепления панелей) от частоты возмущающих усилий в диапазоне  исследования.  Физико-математические  характеристики конечномерной модели каждой панели определяются их изменением- "подгонкой"  до совпадения  не  менее  чем двух резонансных пиков,  полученных экспериментально и соответствующих ее собственным частотам.  Сформированные таким образом параметры и  матрицы дифференциальных уравнений  движения считаются  достоверными, после чего проводи 6т 0ся анализ уровней вибрации внутренних поверхностей панелей.  Тем не менее такой расчет по-видимому является трудоемким, хотя бы по необходимости учета практически всех собственных форм  объема,  что является достаточно сложной задачей.  Поэтому существующее деление на структурную (низкочастотную) и высокочастотную (воздушную) компоненты шума вполне оправдано. Полагая, что до значений частот [3] менее