本书首先介绍了振动和声学的理论基础及其在汽车工程应用中的分析方法，然后分别对汽车整车振动与噪声控制、动力总成系统振动与噪声控制、道路激励的振动与噪声控制、车身振动与噪声控制等进行了系统介绍及案例分析，最后介绍了解决某皮卡汽车整车、动力总成悬置及某电动SUV 车架的振动与噪声问题的工程案例。
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前言
第1章 汽车振动与噪声概述 1
1.1 引言 1
1.2 汽车中的振动与噪声问题 2
1.3 本书体系及安排 6
第2章 汽车振动理论基础 9
2.1 振动的基本概念 9
2.1.1 振动的基本参数 9
2.1.2 线性振动和扭转振动系统 10
2.2 汽车振动系统的简化 11
2.2.1 汽车振动的整车模型 11
2.2.2 二分之一汽车侧倾振动模型 13
2.2.3 双轴汽车俯仰振动模型 14
2.2.4 四分之一汽车的两自由度振动模型 15
2.2.5 汽车单自由度振动模型 16
2.3 单自由度系统振动 17
2.3.1 单自由度自由振动 17
2.3.2 单自由度系统的强迫振动 19
2.4 多自由度系统振动 24
2.4.1 多自由度系统动力学方程 24
2.4.2 多自由度系统的固有圆频率和主振型 27
2.4.3 模态分析法求无阻尼多自由度系统的响应 28
2.4.4 黏性阻尼系统 32
2.5 连续弹性系统振动 34
2.5.1 杆的纵向振动 34
2.5.2 轴的扭转振动 36
2.5.3 梁的横向振动 38
2.5.4 薄板弯曲振动 41
2.6 汽车的随机振动 44
2.6.1 随机振动概述 44
2.6.2 平稳随机激励下的响应 44
2.6.3 多自由度系统的随机激励响应 46
2.6.4 路面随机输入的汽车时频模型 48
参考文献 50
第3章 汽车声学理论基础 52
3.1 声学基本概念 52
3.1.1 声学概述 52
3.1.2 声波的相关参数 52
3.2 声学方程的建立 54
3.2.1 运动方程 54
3.2.2 连续方程 55
3.2.3 热力学状态方程 56
3.2.4 波动方程 56
3.3 声波的辐射及传播 56
3.3.1 声辐射 56
3.3.2 声波的传播 61
3.3.3 声波的吸声原理与影响因素 66
3.3.4 声波的隔声原理及声传递损失 74
3.3.5 声波的孔隙传播 80
3.4 声腔模态与板贡献量 82
3.4.1 声腔模态的定义与形式 82
3.4.2 声腔模态的计算 82
3.4.3 声腔模态与结构模态的耦合 83
3.4.4 板贡献量的概念 83
3.4.5 板振动与声辐射贡献源分析 84
参考文献 85
第4章 汽车振动与噪声分析方法 87
4.1 振动与噪声的测试技术 87
4.1.1 振动测试技术 87
4.1.2 噪声测试技术 93
4.2 振动与噪声的分析与评价方法 106
4.2.1 有限元法 106
4.2.2 边界元法 110
4.2.3 统计能量分析法 111
4.2.4 传递路径分析法 114
4.2.5 基于灰色理论的汽车振动与噪声的评价和预测 117
4.3 灰色神经网络方法在汽车振动性能预测中的应用案例 126
参考文献 130
第5章 汽车整车振动与噪声控制 134
5.1 汽车振动与噪声的来源 134
5.2 人体对振动的反应与舒适性评价 134
5.2.1 人体机械模型 135
5.2.2 人体对振动响应的因素分析 136
5.2.3 人体的驾驶坐姿模型 137
5.2.4 人体对振动响应的评价指标与计算方法 140
5.3 整车模态及频率的规划与匹配 144
5.3.1 整车的激励频率与固有频率 144
5.3.2 整车模态规划基本原则 146
5.3.3 整车模态规划表 146
5.3.4 整车模态匹配流程 147
5.4 汽车噪声的危害 149
5.5 汽车噪声的评价与标准 150
5.5.1 车外噪声评价与控制 150
5.5.2 汽车声品质 154
5.5.3 车内声品质的主观评价与方法 155
5.5.4 人耳的听觉感知特性 158
5.5.5 客观心理声学评价指标 160
5.5.6 车内声品质的评价模型 166
5.5.7 车内噪声的工况分析与控制标准 167
5.6 汽车振动与噪声控制的开发流程 168
参考文献 169
第6章 动力总成系统振动与噪声控制 172
6.1 动力总成悬置设计及分析方法 172
6.1.1 动力总成的激励源 172
6.1.2 悬置的系统布置及设计参数 173
6.1.3 动力总成动力学模型 177
6.1.4 动力总成参数的测试方法 181
6.1.5 悬置隔振效果的评价指标 183
6.2 排气系统振动与噪声控制 190
6.2.1 排气系统的组成和振动噪声源 190
6.2.2 排气系统的振动分析与控制 192
6.2.3 排气系统的噪声分析与控制 196
6.3 传动系统振动与噪声及其支承设计 197
6.3.1 传动系统结构组成和振动噪声源 197
6.3.2 传动轴系的振动与噪声源分析及控制 197
6.3.3 齿轮啮合引起的振动噪声及控制 202
6.4 基于 OptiStruct 的某汽车传动轴模态分析案例 205
参考文献 215
第7章 道路激励的振动与噪声控制 218
7.1 轮胎/路面的振动与噪声控制 218
7.1.1 概述 218
7.1.2 轮胎/路面的激励噪声 218
7.1.3 轮胎/路面噪声的产生原理 219
7.1.4 轮胎/路面噪声的控制 221
7.2 制动系统振动与噪声控制 223
7.2.1 制动系统振动噪声的分类及机理分析 223
7.2.2 低频受迫振动的特点及控制 226
7.2.3 低频颤振与颤鸣的特点及控制 227
7.2.4 制动啸叫的特点及控制 228
7.3 主动控制悬架及悬架性能分析与优化案例 229
7.3.1 天棚阻尼减振器 229
7.3.2 麦弗逊式前悬架性能分析与优化案例 230
7.4 车桥跳动与振动控制 239
7.4.1 车轮跳动 239
7.4.2 车桥的交替跳动 239
7.4.3 转向轮的绕转 240
7.4.4 前轮摆振 241
7.5 车架的振动与控制 242
7.5.1 车架的几何参数 242
7.5.2 车架的性能参数 244
7.5.3 车架对汽车振动的影响和控制 246
7.6 车身支承的设计与分析 248
参考文献 249
第8章 车身振动与噪声控制 253
8.1 车身整体框架结构振动分析与控制 253
8.1.1 车身的整体框架结构刚度及其控制 253
8.1.2 车身的模态及其控制 254
8.2 车身局部结构振动对噪声的影响 254
8.2.1 局部模态引起的振动与噪声问题 254
8.2.2 局部模态的控制 260
8.3 声学包装 267
8.3.1 定义及其研究内容 267
8.3.2 声学包装的开发流程 268
8.3.3 声学包装的具体应用 271
8.4 风噪及其控制 275
8.4.1 风噪概述 275
8.4.2 风噪机理分析 276
8.4.3 风噪的控制 284
8.5 汽车前围板减振设计案例 287
参考文献 291
第9章 汽车振动与噪声控制的工程案例 293
9.1 某皮卡汽车振动与噪声问题的试验研究 293
9.1.1 多车型噪声对比试验 294
9.1.2 高速行驶车内噪声试验与分析 298
9.1.3 排挡杆振动试验与分析 300
9.1.4 车内振动的传递路径试验与分析 303
9.1.5 车门隔声性能试验与分析 315
9.1.6 风噪对车内噪声的影响分析 316
9.1.7 近场声压测试与分析 318
9.1.8 综合分析结论与建议措施 324
9.2 某皮卡汽车动力总成悬置系统的振动分析及优化设计 324
9.2.1 动力总成悬置系统优化模型的建模参数 325
9.2.2 模型建立及检验 332
9.2.3 动力总成悬置系统优化设计 340
9.2.4 优化设计及改进建议 342
9.2.5 小结 343
9.3 动力总成悬置对整车振动性能的影响分析 343
9.3.1 动力总成悬置对整车振动性能影响的分析方法 344
9.3.2 给定振动目标值，反求动力总成悬置的力学特性 352
9.3.3 小结 353
9.4 某电动 SUV 车架动态性能分析与优化 353
9.4.1 车架结构动态性能的有限元仿真分析 353
9.4.2 车架参数灵敏度分析及响应面模型的建立 365
9.4.3 基于自适应模拟退火算法的车架动态性能 382
9.4.4 小结 386
参考文献 387
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