[发明专利]车轮轴向降噪方法、车轮及其设计方法

权利要求书

1.车轮轴向降噪方法，其特征在于在同轴对齐的两个车轮相对的侧面上分别安装带有阻尼耗能材料的车轮降噪环（1），所述的车轮降噪环（1）与车轮轮辋贴合接触，将车轮（2）的侧滑振动沿轴向传递至车轮降噪环（1），通过车轮降噪环（1）中的阻尼耗能材料在振动过程中的剪切弯曲变形将振动转化为热能进行消耗，达到吸振耗能，减小车轮侧滑摩擦啸叫噪声的目的；

将所述的车轮降噪环（1）设计为包括金属材质的环形底板（3）和均匀分布在环形底板（3）上且呈圆弧形状的阻尼夹心块（4），所述的阻尼夹心块（4）具有沿轴向交替叠层的橡胶阻尼板（41）和金属共振板（42），且在阻尼夹心块（4）设置沿轴向的传振金属块（43），传振金属块（43）与金属共振板（42）接触，将振动传递至各层金属共振板（42）；

所述的环形底板（3）与最内层的橡胶阻尼板（41）硫化粘结，金属共振板（42）与橡胶阻尼板（41）硫化粘结，橡胶阻尼板（41）和金属共振板（42）的层数相同，且最外层为金属共振板（42）；

所述的传振金属块（43）位于橡胶阻尼板（41）的中心位置，并贯穿各层橡胶阻尼板（41），将每层的橡胶阻尼板（41）分开成两段；

所述的环形底板（3）、金属共振板（42）和传振金属块（43）为铸造成型的一体结构。

2.根据权利要求1所述的车轮轴向降噪方法，其特征在于相邻的阻尼夹心块（4）隔间的周向宽度小于阻尼夹心块（4）的弧长，阻尼夹心块（4）在环形底板（3）上所占的圆弧角度大于180度，在相邻的阻尼夹心块（4）之间的环形底板（3）上开设安装孔（31）。

3.根据权利要求1所述的车轮轴向降噪方法，其特征在于所述的传振金属块（43）的周向宽度不大于阻尼夹心块（4）周向宽度的1/5。

4.采用权利要求1至3任一项所述的车轮轴向降噪方法的车轮，包括车轮和装在车轮上的车轮降噪环（1），车轮降噪环（1）分别安装在同轴对齐的两个车轮相对的侧面上，所述的车轮降噪环（1）与车轮轮辋贴合接触。

5.权利要求4所述的车轮的设计方法，步骤如下：

首先，确定不带车轮降噪环（1）的车轮的模态参数，利用有限元仿真软件或者模态测试系统分析得出不带车轮降噪环（1）的车轮轴向模态频率和所需的降噪频率；

其次，根据车轮车辋的尺寸设计车轮降噪环（1）内径及外径，根据不带车轮降噪环（1）的车轮轴向模态频率和所需的降噪频率，设计车轮降噪环（1）的轴向厚度和车轮降噪环（1）中阻尼耗能材料的硬度、占比、形状及尺寸；

然后，采用实验得出阻尼耗能材料的厚度和动刚度之间的因子关系；

之后，利用有限元软件建立车轮降噪环的参数化模型，得到车轮降噪环的模态频率以及模态参与质量，再采用有限元软件进行优化设计、迭代分析与最优值求解，获得优化后的车轮降噪环（1）的轴向厚度和车轮降噪环（1）中阻尼耗能材料的硬度、占比、形状及尺寸；

最后，通过声学仿真软件计算装有车轮降噪环（1）的车轮的声功率，以验证装有车轮降噪环（1）的车轮相比不带车轮降噪环（1）的车轮的声功率降低量。

6.根据权利要求5所述的车轮的设计方法，其特征在于“车轮降噪环（1）的轴向厚度和车轮降噪环（1）中阻尼耗能材料的占比、形状及尺寸”是指阻尼夹心块（4）的个数和长度，环形底板（3）、橡胶阻尼板（41）和金属共振板（42）的轴向厚度，橡胶阻尼板（41）和金属共振板（42）的层数以及传振金属块（43）的周向厚度。