8515307_蔡嘉伟_非稳态排气噪声声品质预测及消声器结构优化_蔡嘉伟-非稳态排气噪声声品质预测及消声器结构优化.pdf

非稳态排气噪声声品质预测及消声器结构 优化 Unsteady exhaust noisesoundquality prediction andmuffler structureoptimization 摘 要 随着时代的进步和发展，汽车声品质的研究已经是车辆噪声领域的主要方向之 一。改善整车噪声中主要噪声来源之一的排气噪声声品质对于提高整车NVH 性能具 有重要意义。以国内主流汽车产品SUV 非稳态工况下的排气噪声作为研究对象，建 立适合非稳态工况下排气噪声声品质的预测模型，预测排气噪声声品质，并基于此模 型，提出改善非稳态排气噪声声品质的消声器优化改进的工程设计方法。主要工作内 容如下： （1）对主流国产SUV 进行排气噪声试验，完成排气噪声样本的采集；采用成对 比较法对噪声样本进行主观评价试验，得到噪声样本的主观满意度值，同时，基于 Zwicker 时变算法计算非稳态噪声样本的心理声学客观参量，并分析心理声学客观参 量与主观满意度之间的相关性。 （2）使用基于粒子群算法 （PSO）优化的BP 神经网络和支持向量回归 （SVR） 建立非稳态工况下排气噪声声品质满意度预测模型，预测结果显示这两种模型在非稳 态工况下的预测准确度较差。针对预测准确度的不足，采用互补的总体经验模态分解 （CEEMD）与样本熵相结合完成非稳态信号的特征提取，再利用主成分分析法（PCA） 对特征进行降维处理，建立表征声品质的参量SQP-CSP （Soundqualityparameterbase on CEEMD andthenproceed SE-PCA），研究分析表明低频噪声对声品质有较大影响。 将参量SQP-CSP 值替换掉与主观满意度相关性较差的粗糙度和抖动度，与响度、尖 锐度、A 声压级、峭度作为模型的输入，提出基于心理声学客观参量与SQP-CSP 值 的非稳态排气噪声声品质满意度预测模型；该预测模型的预测精度更高，可用于非稳 态类的排气噪声声品质评价。 （3）通过分析排气消声器吸声材料、消声器截面形状、扩张比等参数对低频噪 声的影响规律，应用创建的汽车排气噪声声品质预测模型，进行基于声品质的消声器 优化改进设计。优化后声品质主观满意度比优化前提高了10%以上，同时试验测得消 声器的压力损失没有明显变化，证明优化方案是可行性的。 关键词：排气噪声，声品质，互补总体经验模态分解，样本熵，主成分分析，预测模 型，消声器 ABSTRACT With theprogress and development of the times,the research of vehicle sound quality hasbecome one ofthemain direction in the field ofvehiclenoise.The exhaust noise isone of the main noise sources of vehicles, and improving the exhaust noise sound quality is of great significance to enhance the NVH performance of the vehicle. Establishing a prediction model which is suitable for unsteady conditions to predict the sound quality of the exhaust noise from domestic mainstream automotive products of SUV, and to predict the sound quality. An optimized engineering design method for muffler to improve the sound quality of unsteady exhaust noise based on this model. The main research contents wereasfollows: (1)Exhaust noise tests were conducted on mainstream domestic