[发明专利]轮胎空腔噪音大小趋势的判断方法

说明书

本发明属于轮胎噪音领域。针对轮胎开发过程中现有的轮胎噪音测试成本高，周期长的问题，本发明提供一种可以判断轮胎空腔噪音大小的方法，该方法通过计算并比较不同方案的轮胎的空腔内的断面变化率δA(θ)，进而判断不同方案的空腔噪音大小。在做原始方案的时候，利用这个方法可以先剔除腔噪音性能较差的方案，这样就可以减少模具制作的成本和方案试制的成本。

技术领域

本发明属于轮胎噪音领域，具体涉及一种轮胎空腔噪音大小趋势的判断方法。

背景技术

伴随汽车产业的快速发展，消费者对汽车NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能要求越来越高。轮胎噪声直接影响汽车的乘坐舒适性能，因此全球各大汽车公司在OE配套的时候都有提出空腔模态的要求，既不能发生轮胎空腔共鸣音。目前各大轮胎公司都建立自己的消音室，用作噪音测试，但是建立成本很高，而且测试也需要做出实际模具或者轮胎才能测试。对于中小型轮胎公司来说，通常不具备建造消音室的条件，但是他们也迫切需要改善轮胎的NVH性能，来提升轮胎产品的质量，通常采用委托第三方实验室来进行噪音测试。不论哪种方式，模具和和试件的制作成本较高，一般还需要多次的调整和测试，不仅耗费大量的人力和物力，还导致产品的开发周期较长，效率不能得到保障。鉴于此，本发明提出一种轮胎空腔噪音大小趋势的判断方法，通过这种方法，可以预先判断不同方案之间的空腔噪音大小，减少模具的制作成本和方案试制的成本。

发明内容

针对轮胎开发过程中现有的轮胎噪音测试成本高，周期长的上述问题，本发明提供一种可以判断轮胎空腔噪音大小的方法。该方法通过计算并比较不同方案的轮胎的空腔内的断面变化率δA(θ)，进而判断不同方案的空腔噪音大小。在做原始方案的时候，利用这个方法可以先剔除腔噪音性能较差的方案，这样就可以减少模具制作的成本和方案试制的成本。

空腔噪音发生原理：轮胎空腔共振噪声是因路面激励车轮，轮胎胎面振动会激励轮胎内空腔，这种耦合的振动会引起车轴端的振动，并对悬架系统施加激励。这种激励会通过控制臂和悬架结构传递到车身，从而引起车身震动和车内噪声。从发生原理可以看出，如果需要轮胎空腔不共振，就需要轮胎的固有频率与空腔噪音频率错开或者降低轮胎的空腔噪音，那么在轮胎规格固定的基础上(轮胎的固有频率不变)，我们只能优化轮胎的空腔噪音，空腔噪音频率计算公式为F＝C/(2πR)，其中C为空气传播速度，R为轮胎的滚动半径。

从上述原理和公式可以看出，想要优化轮胎的空腔噪音，就要变化轮胎的滚动半径，因为轮胎是旋转运动的物体，滚动半径一直在变化，很难计算。本发明提供一种计算方法和参数模型来解决该问题，即计算轮胎的断面面积的变化率和应用有限元模型提取数据，轮胎断面变化率的增大，对空腔噪音的改善会有积极作用。

本发明的具体技术方案如下：

一种轮胎空腔噪音大小趋势的判断方法，所述方法包括：

用圆形坐标系四周的微小粒子角位移来表示轮胎空腔声学系统，根据流体力学原理，建立变形后的轮胎空腔共振系统的固有频率方程：

式中ρ为轮胎空腔内的气体密度；E为轮胎空腔内的气体体积弹性模量；A表示轮胎空腔内的断面面积，A为θ的函数，A1＝A+δA(θ)；r表示从车轮中心到轮胎空腔断面中心的距离；θ为轮胎空腔内气体粒子角位移；U为轮胎的固有振型；f为轮胎的固有频率；

基于上述方程，开发程序，获取轮胎模型的外轮廓，将轮胎模型的外轮廓在有限元软件中进行网格划分，再进行轮胎的稳态滚动有限元分析，计算出轮胎的空腔内的断面变化率δA(θ)；

比较不同方案的轮胎的空腔内的断面变化率曲线及数据，判断不同方案的空腔噪音大小。

进一步的，“开发程序，获取轮胎模型的外轮廓”的步骤为：通过C#语言来开发程序，通过有限元软件Abaqus针对Python语言的接口获取ODB文件中需要的结果数据，将数据提取到有限元软件的后台。