[发明专利]基于线性等效的车窗近声场建模及车窗结构优化方法

说明书

本发明涉及一种基于线性等效的车窗近声场建模及车窗结构优化方法包括以下步骤：S1：通过密封条唇边压缩负荷试验获得密封条唇边的压缩负荷曲线；S2：基于功能等效原理将密封条唇边等效为离散的线性刚度弹簧单元，建立导槽密封条等效约束模型；S3：结合导槽密封条等效约束模型建立车窗密封系统的三维模型，对车窗密封系统的三维模型进行声学性能分析，得到车窗声音传递损失特性曲线和车窗声压级分布；S4：基于隔声材料质量效应，优化车窗玻璃的结构。与现有技术相比，本发明解决了密封条非规则几何特征带来的建模困难，基于车窗玻璃在密封约束下的声学特性提出车窗玻璃优化方法，实现了面向高速静音性的车窗声学性能优化。

技术领域

本发明涉及轿车车窗设计与制造领域，尤其是涉及一种基于线性等效的车窗近声场建模及车窗结构优化方法。

背景技术

近年来，随着汽车速度的不断提高，同时发动机噪声、传动系噪声和轮胎噪声的降低，高速风噪声已经成为相当重要的车内噪声声源之一。如何减小由风噪声引起的车内噪声逐渐成为汽车声学设计的重要内容。

由于汽车后视镜和A柱的作用，侧窗区域产生强烈的涡流，导致该区域的风噪声问题较其他部位更为突出。同时考虑到汽车驾驶员的视野需求，汽车侧窗缺少必要的声学设计。因此，汽车侧窗逐渐成为风噪声向车内传递的主要路径，其声学性能对于汽车乘坐舒适性有着很重要的影响。

汽车车窗玻璃在车窗密封系统的约束作用下完成升降，车窗密封系统不仅保证车窗玻璃升降过程的稳定性，其粘弹性的约束作用对于车窗玻璃的声学特性有着很大的影响。同时，由于密封条材料的超弹性特征及其非规则的截面形状，使得密封约束下的车窗声学性能数值模拟分析难以实现。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于线性等效的车窗近声场建模及车窗结构优化方法，解决了密封条非规则几何特征带来的建模困难，基于车窗玻璃在密封约束下的声学特性提出车窗玻璃优化方法，实现了面向高速静音性的车窗声学性能优化。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于线性等效的车窗近声场建模及车窗结构优化方法包括以下步骤：

S1：通过密封条唇边压缩负荷试验获得密封条唇边的压缩负荷(CompressionLoad Deflection behavior，CLD)曲线；

S2：基于功能等效原理将密封条唇边等效为离散的线性刚度弹簧单元，建立导槽密封条等效约束模型；

S3：结合导槽密封条等效约束模型建立车窗密封系统的三维模型，对车窗密封系统的三维模型进行声学性能分析，得到车窗声音传递损失特性曲线和车窗声压级分布；

S4：基于隔声材料质量效应，根据车窗声音传递损失特性曲线和车窗声压级分布优化车窗玻璃的结构。

所述密封条唇边压缩负荷试验为：将密封条唇边固定在导槽工装上，玻璃工装竖直向下平压密封条唇边，密封条唇边产生的压缩力与密封条唇边的压缩量的曲线为密封条唇边的压缩负荷曲线。

所述步骤S2具体为：

21：由压缩负荷曲线获得密封条唇边刚度，根据密封条唇边刚度的变化量将压缩负荷曲线划分为近似线性刚度区域和非近似线性刚度区域；

22：基于功能等效原理，假设密封条唇边均工作近似线性刚度区域，将密封条唇边等效为离散的线性刚度弹簧单元，取近似线性刚度区域内所有密封条唇边刚度的平均值作为线性刚度弹簧单元的密封条等效约束弹簧刚度；

23：建立导槽密封条等效约束模型，包括线性刚度弹簧单元和对应的密封条等效约束弹簧刚度。

所述近似线性刚度区域中密封条唇边刚度的变化量小于等于设定值，所述非近似线性刚度区域中密封条唇边刚度的变化量大于设定值。