[发明专利]以等效辐射声功率为优化目标的水性阻尼材料优化方法

摘要

本发明提供了一种以等效辐射声功率为优化目标的水性阻尼材料优化方法，首先在白车身有限元模型的薄壁板上采用实体单元建立阻尼层有限元模型，然后约束阻尼材料的质量并以等效辐射声功率最小化为目标进行拓扑优化，最后将优化后的阻尼层敷设在车身声‑固耦合有限元模型上并求解噪声传递函数以验证阻尼优化的效果。本发明在白车身上以等效辐射声功率为目标对水性阻尼材料进行拓扑优化，实现了在减少阻尼材料的用量前提下，降低车身薄壁板结构的等效辐射声功率的目标，从而提高了阻尼材料的利用率。

主权项

1.以等效辐射声功率为优化目标的水性阻尼材料优化方法，其特征在于包括如下步骤：1)建立白车身有限元模型及阻尼层有限元模型，并通过计算频率响应输出白车身薄壁板的ERP响应；2)以ERP响应最小化为目标，以阻尼材料质量为约束，建立阻尼材料拓扑优化模型，如下：式中，x为拓扑设计变量，n为优化前的阻尼层单元数，Max(ERP)为目标函数，意思是0～400Hz频率范围内ERP最大值，M为约束阻尼层质量，M₀为阻尼层原始质量，0.4是给定的质量约束系数；3)输出阻尼层的拓扑优化结果，将优化后的阻尼层形状规整化并计算阻尼优化后的白车身薄壁板的ERP响应，之后对比未敷设阻尼层、敷设优化前的阻尼层和敷设拓扑优化后的阻尼层的白车身薄壁板的ERP响应；4)判断阻尼层优化后的ERP响应是否满足目标要求，若是，那么执行步骤5)，否则重新设置质量约束条件执行步骤2)直至满足目标要求；5)将优化前的阻尼层和优化后的阻尼层分别敷设在白车身的声‑固耦合有限元模型中，计算噪声传递函数，对比未敷设阻尼层、敷设优化前的阻尼层和拓扑优化后阻尼层的NTF响应；6)判断阻尼层优化后的NTF响应是否满足设计要求，若是，则完成阻尼材料的优化设计，否则执行步骤2)重新设置质量约束条件直至满足优化设计要求。