基于模態(tài)分解的下位玻璃關(guān)門異響試驗(yàn)分析*

高云凱, 石 旺， 楊肇通， 王跟海

(同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院 上海，201804)

引 言

汽車車門是汽車整車上一項(xiàng)重要的結(jié)構(gòu)件與最常使用的開閉總成，車門不但影響汽車的碰撞安全性、空氣動(dòng)力特性及密封性，其關(guān)門振動(dòng)噪聲特性也是消費(fèi)者判斷整車品質(zhì)的主要內(nèi)容之一。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，汽車車門關(guān)閉的振動(dòng)噪聲問(wèn)題越來(lái)越受到重視[1]。通用汽車公司對(duì)汽車振動(dòng)噪聲仿真預(yù)測(cè)進(jìn)行了一定程度的研究，工程人員探究了有限元法在乘客艙聲腔模態(tài)中的應(yīng)用，探討了乘客艙聲場(chǎng)對(duì)汽車結(jié)構(gòu)振動(dòng)的影響，建立了汽車結(jié)構(gòu)聲學(xué)混合有限元分析模型[2]。目前，國(guó)外對(duì)于關(guān)門振動(dòng)噪聲設(shè)計(jì)已經(jīng)上升到聲品質(zhì)高度，提出了響度、尖銳度、粗糙度以及二次沖擊等心理聲學(xué)客觀參數(shù)[3-5]。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)學(xué)者通過(guò)不同方法來(lái)分析和治理車門關(guān)門振動(dòng)噪聲源，關(guān)門聲品質(zhì)的評(píng)價(jià)分析逐漸成為研究熱點(diǎn)[6-10]。

工作變形(operational deflection shapes，簡(jiǎn)稱ODS)分析是一種新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析方法，它不同于傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)模態(tài)分析。模態(tài)頻率及振型是機(jī)械結(jié)構(gòu)的一種固有特性，工作變形則是指在一定的工況下，對(duì)于特定的測(cè)量及激勵(lì)頻率范圍，各個(gè)節(jié)點(diǎn)測(cè)量自由度之間的主要振動(dòng)響應(yīng)形式。對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)而言，模態(tài)均有其特定的振動(dòng)頻率，而工作變形根據(jù)激勵(lì)和工況的不同，可能出現(xiàn)在多個(gè)不同的頻率處[10-12]。工作變形試驗(yàn)中的模態(tài)分解是將每一個(gè)工作變形分解為模態(tài)振型的線性疊加，根據(jù)各個(gè)模態(tài)的參與因子判定主要振動(dòng)輻射噪聲源。

筆者以某車型為例，該車型車門在長(zhǎng)期使用后產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的異響聲。通過(guò)工程反饋，在使用過(guò)程中車門外板、車門鉸鏈、車門鎖等線性元件未產(chǎn)生較大變化，因此車門異響現(xiàn)象并非是由車門外板等線性元件直接造成的。對(duì)下位玻璃狀態(tài)下的車門進(jìn)行半約束模態(tài)試驗(yàn)和關(guān)門工作變形試驗(yàn)，獲得車門模態(tài)頻率振型、工作變形振動(dòng)數(shù)據(jù)以及關(guān)門噪聲信號(hào)。對(duì)關(guān)門噪聲信號(hào)進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換時(shí)頻分析，并與對(duì)標(biāo)車噪聲信號(hào)時(shí)頻圖進(jìn)行對(duì)比分析，判定出關(guān)門聲存在二次沖擊現(xiàn)象，且噪聲能量主要分布在低頻段。對(duì)工作變形振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得主要工作變形頻率及振型，通過(guò)模態(tài)分解分析，得到主要參與模態(tài)振型，識(shí)別出車門異響主要振動(dòng)噪聲源，指出改進(jìn)方向。改進(jìn)試驗(yàn)結(jié)果顯示，改進(jìn)后此車門異響消失，時(shí)頻分析中二次沖擊現(xiàn)象消除。

1 車門工作變形試驗(yàn)

1.1 工作變形試驗(yàn)原理

工作變形試驗(yàn)反映的是在工作狀態(tài)下，對(duì)于特定的激勵(lì)頻率，工作系統(tǒng)以工作振動(dòng)的方式表現(xiàn)出各個(gè)測(cè)量自由度之間的相對(duì)加速度幅值關(guān)系[13-14]。利用位移-力的頻響函數(shù){H}為基礎(chǔ)的模態(tài)振型，用{X}代表工作變形，可表述為

(1)

其中：i為測(cè)量自由度的序號(hào)；ωp為特定的角頻率；Fj(ωp)為自由度j激振力(輸入)的線性譜；m為激振力數(shù)目；Vik,Vjk為多個(gè)模態(tài)振型中的第i列和第j列向量。

盡管系統(tǒng)的固有頻率一定，但是系統(tǒng)受到的激勵(lì)往往并非和固有頻率存在一致關(guān)系。因此，系統(tǒng)對(duì)于特定測(cè)量頻率的響應(yīng)往往是若干個(gè)模態(tài)頻率振型的線性疊加。具體的，若工作變形的某個(gè)頻率響應(yīng)趨近于0，則該階模態(tài)貢獻(xiàn)極小；若測(cè)量頻率接近模態(tài)頻率，則該階模態(tài)往往是工作變形的主要貢獻(xiàn)模態(tài)。對(duì)于其他測(cè)量頻率響應(yīng)較高的工作變形，可能是若干個(gè)模態(tài)相互疊加耦合的結(jié)果。

工作變形的模態(tài)分解一般在頻域內(nèi)進(jìn)行，以試驗(yàn)結(jié)構(gòu)敏感位置的一個(gè)測(cè)點(diǎn)作為參考點(diǎn)，采集其余測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)信號(hào)，根據(jù)功率譜計(jì)算測(cè)點(diǎn)相對(duì)于參考點(diǎn)的頻率響應(yīng)函數(shù)(frequency response function，簡(jiǎn)稱FRF)

(2)

其中：Gii(ω)為系統(tǒng)的自功率譜密度函數(shù)(測(cè)點(diǎn)i)；Gjj(ω)為系統(tǒng)的自功率譜密度函數(shù)(參考點(diǎn)j)；Gij(ω)為系統(tǒng)的互功率譜密度函數(shù)(測(cè)點(diǎn)i-參考點(diǎn)j)。

此ODS頻率響應(yīng)函數(shù)包含了選定測(cè)點(diǎn)的幅值數(shù)據(jù)以及測(cè)點(diǎn)i相對(duì)參考點(diǎn)j的相位信息。

1.2 工作變形模態(tài)分解原理

根據(jù)模態(tài)疊加原理，工作變形可根據(jù)式(3)分解為結(jié)構(gòu)固有模態(tài)振型的線性疊加

(3)

其中：Xi(ω0)為在工作頻率ω0處的工作變形向量；Vk為模態(tài)k的振型向量；ak為模態(tài)k的疊加比例系數(shù)；Rest為相對(duì)誤差。

根據(jù)式(3)可以得到工作變形的主要參與模態(tài)振型，從而識(shí)別出主要參與模態(tài)和主要振動(dòng)噪聲源，并進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)。

1.3 工作變形試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)對(duì)象及測(cè)試系統(tǒng)

本次試驗(yàn)對(duì)象為某車型左前車門，試驗(yàn)在整備車上進(jìn)行。測(cè)試系統(tǒng)主要包括傳感器、數(shù)據(jù)采集與記錄系統(tǒng)及工況控制裝置。傳聲器為B&K公司生產(chǎn)的內(nèi)置ICP全指向傳聲器，加速度傳感器為PCB公司制造的結(jié)構(gòu)測(cè)試ICP三向加速度傳感器。采用LMS公司LMS SCADAS Ⅲ SC316-UTP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和LMS.Test.Lab試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)，采用關(guān)門速度計(jì)和橡皮繩蓄能裝置控制關(guān)門速度。

1.3.2 傳感器測(cè)點(diǎn)布置

汽車車門由眾多零部件組成，且車門內(nèi)外板面積較大，因此測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)符合正確反映車門變形的原則。加速度測(cè)點(diǎn)偏少則較難反映被測(cè)車門的結(jié)構(gòu)基本特征和主要零部件的振動(dòng)特性，使工作變形振型很難正確反映出來(lái)；加速度測(cè)點(diǎn)偏多則會(huì)增加工作量及試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析的復(fù)雜程度。因此，加速度測(cè)點(diǎn)布置主要有以下原則：

1) 總體上能反映關(guān)鍵部件的關(guān)鍵振動(dòng)特征；

2) 測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡量避開振動(dòng)節(jié)點(diǎn)，否則會(huì)丟失主要變形；

3) 在試驗(yàn)中主要關(guān)注的部位，測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)該較密集一些，對(duì)于規(guī)則的部件盡量采取對(duì)稱布置。

在關(guān)門過(guò)程中車門所受到的激勵(lì)主要來(lái)自于鎖銷，因此應(yīng)在車身鎖銷處布置1個(gè)三向加速度傳感器，用來(lái)測(cè)量激勵(lì)信號(hào)。

結(jié)合上述原則，具體布置如表1和圖1所示。

表1 整備車門工作變形試驗(yàn)加速度傳感器布置

圖1 工作變形試驗(yàn)傳感器布置圖Fig.1 The arrangement of accelerometer on door

本次試驗(yàn)共2個(gè)傳聲器，分別布置于車內(nèi)駕駛員右耳位置、車外開門處用戶右耳位置，采集這兩處位置聲壓信號(hào)。傳聲器位置及編號(hào)名稱如表2所示。

表2 傳聲器編號(hào)及位置描述

1.3.3 工作變形關(guān)門工況設(shè)置

由于在玻璃下位狀態(tài)下車門異響較為嚴(yán)重，因此設(shè)定整車左前門玻璃處在下位狀態(tài)，其他車門玻璃處在上位狀態(tài)。在車門鎖銷附近安裝速度計(jì)測(cè)定關(guān)門速度，利用橡皮繩蓄能裝置使關(guān)門速度穩(wěn)定且具有可重復(fù)性。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，正常的最小關(guān)門速度一般在0.8～1.5m/s之間，本次試驗(yàn)關(guān)門速度設(shè)定為1.0m/s。

圖2 關(guān)門速度計(jì)及橡皮繩關(guān)門裝置Fig.2 The speedometer and rope device

1.4 關(guān)門噪聲分析

汽車關(guān)門噪聲信號(hào)具有典型的非穩(wěn)態(tài)特征，傳統(tǒng)的傅里葉變換方法難以獲得非穩(wěn)態(tài)信號(hào)的完整而準(zhǔn)確的時(shí)頻信息。短時(shí)傅里葉變換(short time Fourier transform，簡(jiǎn)稱STFT)則具有分析信號(hào)在任意局部范圍內(nèi)時(shí)頻特征的能力，其定義可表述為

信號(hào)x(t)在時(shí)間τ的短時(shí)傅里葉變換即為信號(hào)x(t)乘上一個(gè)以t=τ為中心的分析窗ω*(t-τ)所做的傅里葉變換。由于乘上一個(gè)相當(dāng)短的窗ω*(t-τ)，等價(jià)于取出信號(hào)在t=τ附近的一個(gè)切片，因此STFT具有反映一個(gè)信號(hào)在任意局部范圍頻率特性的能力。

采用STFT的數(shù)據(jù)處理方法，獲得關(guān)門噪聲信號(hào)的時(shí)頻特征，選取車外開門處用戶右耳處傳聲器所測(cè)得的聲壓信號(hào)，利用STFT繪制出聲壓級(jí)時(shí)頻圖，如圖3、圖4所示。

圖3 車外測(cè)點(diǎn)S2聲壓級(jí)時(shí)頻圖Fig.3 The time-frequency analysis of sound

圖4 對(duì)標(biāo)車測(cè)點(diǎn)S2聲壓級(jí)時(shí)頻圖Fig.4 The time-frequency analysis of marked car sound

車外開門處用戶右耳處聲壓信號(hào)時(shí)頻圖表明關(guān)門聲存在二次沖擊現(xiàn)象，且二次沖擊的時(shí)間間隔為0.023s。根據(jù)圖中顏色變化判斷出噪聲能量主要分布在低頻段，而車門部件所產(chǎn)生的振動(dòng)輻射噪聲為低頻噪聲。因此，抑制車門在關(guān)門過(guò)程中的工作變形振動(dòng)，尤其是與二次沖擊時(shí)間間隔相關(guān)的工作變形能有效地降低關(guān)門噪聲。

1.5 工作變形試驗(yàn)分析

以車身鎖銷處的加速度測(cè)點(diǎn)為參考點(diǎn)，獲取各測(cè)點(diǎn)相對(duì)于參考點(diǎn)的ODS頻率響應(yīng)函數(shù)，并對(duì)頻率響應(yīng)函數(shù)進(jìn)行匯總，進(jìn)行工作變形處理分析，如圖5所示。在主要頻率頻段內(nèi)選取工作變形響應(yīng)曲線的主要峰值頻率，得到主要工作變形頻率及其振型。

圖5 車門工作變形響應(yīng)曲線及峰值頻率Fig.5 Response curve and peak frequency of ODS

根據(jù)圖5中獲取的工作變形峰值頻率，得到各個(gè)峰值頻率下的整備車門工作變形振型，對(duì)其進(jìn)行描述匯總，如表3所示。

表3 車門主要工作變形頻率及變形描述

對(duì)車外測(cè)點(diǎn)S2聲壓級(jí)時(shí)頻特征的低頻部分進(jìn)行分析，認(rèn)定各主要頻率下的工作變形頻率均在聲學(xué)響應(yīng)中存在明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系，表明工作變形主要頻率選取有效，如圖6、圖7所示。

圖6 車外測(cè)點(diǎn)S2聲壓級(jí)低頻部分時(shí)頻圖Fig.6 Low frequency section of time-frequency result

圖7 車門前4階工作變形振型Fig.7 The shapes of vehicle door ODS

結(jié)合圖5、圖7和表3進(jìn)行分析可得：

1) 車門工作變形中，100Hz以下低頻部分振動(dòng)劇烈，抑制低頻工作變形振動(dòng)能夠有效地降低車門振動(dòng)輻射噪聲；

2) 在前4階工作變形振型中，靠近A柱的玻璃導(dǎo)軌與下位狀態(tài)下的車門玻璃均有較為劇烈的振動(dòng)，表明此玻璃導(dǎo)軌在關(guān)門過(guò)程中容易與玻璃振動(dòng)產(chǎn)生較大的低頻振動(dòng)輻射噪聲；

3) 第3階工作變形頻率為44.50Hz，與二次沖擊的時(shí)間間隔0.023s存在倒數(shù)關(guān)系。此階工作變形以玻璃導(dǎo)軌與車門下位玻璃的俯仰變形為主。改進(jìn)或增強(qiáng)車門玻璃及導(dǎo)軌的約束能夠抑制玻璃及其導(dǎo)軌振動(dòng)，改善二次沖擊現(xiàn)象；

4) 在各階工作變形振型中，車門門窗框上緣與車門后上角振動(dòng)均較為明顯，改進(jìn)此處剛度對(duì)關(guān)門工作變形有較好的改善作用。

2 整備車門半約束模態(tài)試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)

測(cè)試系統(tǒng)主要由3部分組成：激振與測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及模態(tài)處理分析系統(tǒng)。

激振系統(tǒng)主要為力錘，采用PCB公司制造的Modally Tuned ICP沖擊力錘作為激振器。

測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)均與工作變形試驗(yàn)相同，模態(tài)處理分析系統(tǒng)則采用LMS.Test.Lab中的Impact Testing 模塊。

2.2 整備車門約束方法

整備車門在關(guān)門瞬間處于半約束狀態(tài)，車門受到車門鉸鏈與限位器的約束，除繞z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度外，其余5個(gè)自由度均被約束。汽車白車身模態(tài)試驗(yàn)所采用的汽車車身在使用過(guò)程中一般通過(guò)懸架與輪胎支撐在地面上，懸架與輪胎可視為彈簧系統(tǒng)，因此白車身一般采用彈簧支撐或自由懸掛方式進(jìn)行自由模態(tài)試驗(yàn)。汽車車門作為開閉件通過(guò)鉸鏈約束在車身上，開閉過(guò)程中僅存在繞z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，因此半約束模態(tài)試驗(yàn)相比于自由模態(tài)試驗(yàn)更加能反映車門在關(guān)閉瞬間的物理狀態(tài)。

在車門兩側(cè)遠(yuǎn)端非結(jié)構(gòu)位置布置橡皮繩，使車門繞z軸方向處于自由轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。整備車門系統(tǒng)的約束如圖8所示。橡皮筋約束裝置應(yīng)保證系統(tǒng)的剛體模態(tài)頻率低于結(jié)構(gòu)自身第1階彈性模態(tài)頻率的10%～20%[15-16]。對(duì)橡皮筋的彈性系數(shù)進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)分析后計(jì)算出剛體模態(tài)為0.6Hz，約為1階模態(tài)的3.8%。

圖8 整備車門系統(tǒng)半約束狀態(tài)Fig.8 The semi constrained state of door

2.3 模態(tài)試驗(yàn)傳感器布置

整備車門工作變形分析中需進(jìn)行模態(tài)分解，識(shí)別模態(tài)參與因子，因此車門模態(tài)試驗(yàn)中的加速度傳感器布置與工作變形試驗(yàn)相同。同時(shí)由于不需要測(cè)量車門鎖銷處的加速度激勵(lì)，因此撤去車門鎖銷處的三向加速度傳感器。

2.4 模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果

基于模態(tài)處理分析系統(tǒng)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)首先在主要研究頻段內(nèi)(0～240Hz)進(jìn)行相干性檢查，測(cè)點(diǎn)加速度與力錘激勵(lì)力的相關(guān)性在0.8以上，說(shuō)明各測(cè)點(diǎn)的響應(yīng)與激勵(lì)相關(guān)性較好，激勵(lì)有效。匯總各個(gè)測(cè)點(diǎn)的FRF函數(shù)，利用PolyMAX模塊進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)。車門模態(tài)參數(shù)辨識(shí)結(jié)果如表4所示，圖9為車門前4階模態(tài)振型圖。

表4 車門模態(tài)頻率及振型描述

圖9 車門前4階模態(tài)振型Fig.9 The first fourth modal shapes of door

2.5 模態(tài)有效性驗(yàn)證

模態(tài)判定準(zhǔn)則(modal assurance criteria，簡(jiǎn)稱MAC)是驗(yàn)證各階模態(tài)頻率是否有效的一種可靠數(shù)學(xué)工具。假設(shè)兩個(gè)描述物理模態(tài)的向量分別為X和Y，則其判定準(zhǔn)則MAC可表示為

(5)

其中：W為加權(quán)矩陣，通常取單位矩陣。

由式(4)可知，如果X，Y是描述同一物理模態(tài)的兩個(gè)向量，則MAC=1；如果兩個(gè)向量描述的是不同的物理模態(tài)，則MAC=0。利用此模態(tài)判定準(zhǔn)則對(duì)辨識(shí)出的車門模態(tài)進(jìn)行模態(tài)有效性驗(yàn)證，得到如圖10所示的模態(tài)置信圖，圖中任何兩個(gè)不同模態(tài)間的MAC值均小于20%，表明試驗(yàn)中識(shí)別出的車門模態(tài)具有良好的模態(tài)純度。

圖10 車門模態(tài)置信圖Fig.10 The MAC of vehicle door modal

2.6 模態(tài)結(jié)果分析

由表4及圖9可看出：

1) 車門前2階模態(tài)振型均為車門整體振動(dòng)，此模態(tài)頻率及振型與車門鉸鏈安裝處的剛度特性有關(guān)；

2) 車門第3階模態(tài)為玻璃繞z軸橫擺局部模態(tài)，且靠近A柱的玻璃導(dǎo)軌因玻璃繞z軸橫擺而產(chǎn)生較大的變形，對(duì)玻璃約束方式及靠近A柱的玻璃導(dǎo)軌的連接方式應(yīng)進(jìn)行改進(jìn)或增強(qiáng)；

3) 車門第6、第7階模態(tài)中均存在下位玻璃局部模態(tài)，且此兩階模態(tài)頻率較為接近，此低頻振動(dòng)在關(guān)門過(guò)程中會(huì)引起較強(qiáng)的振動(dòng)輻射噪聲；

4) 車門第9、第10階模態(tài)均為門窗框局部模態(tài)，表明需要對(duì)此處進(jìn)行剛度或阻尼改進(jìn)，從而抑制振動(dòng)。

5) 第17階模態(tài)為A柱玻璃導(dǎo)軌彎曲模態(tài)，此玻璃導(dǎo)軌振動(dòng)易引起下位玻璃的振動(dòng)。

2.7 模態(tài)參與因子識(shí)別

提取表3中各峰值頻率下的工作變形，結(jié)合整備車門半約束模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)式(3)計(jì)算出車門固有模態(tài)對(duì)工作變形的參與因子，如表5所示。

對(duì)各主要峰值頻率下的工作變形進(jìn)行分析，根據(jù)圖11可得出：

1) 第1階17 Hz頻率下的工作變形中參與程度較高的模態(tài)為第1階、第5階和第9階，主要是車門的彎曲模態(tài)復(fù)合玻璃導(dǎo)軌彎曲模態(tài)疊加形成；

表5 車門工作變形模態(tài)分解表

2) 30.5Hz頻率下的工作變形幾乎完全由第1階、第4～7階、第9階以及第16階的模態(tài)復(fù)合而成，此頻率下的工作變形主要表現(xiàn)為車門內(nèi)外板的局部振型，貢獻(xiàn)度較高的模態(tài)形式主要為車門的彎曲與玻璃及其玻璃升降器導(dǎo)軌的局部模態(tài)；

3) 第3階工作變形頻率為44.50Hz，參與程度較高的模態(tài)為第1階、第3階和第7階，此階工作變形主要是由車門玻璃的模態(tài)復(fù)合而成，可通過(guò)改善車窗水切、玻璃導(dǎo)軌密封條等非線性元件的剛度或壓縮量來(lái)抑制車門玻璃模態(tài)及此階工作變形；

4) 車門玻璃的模態(tài)對(duì)100Hz以下的各主要工作變形明顯具有不同程度的貢獻(xiàn)，且靠近A柱的玻璃導(dǎo)軌存在支撐不足，該導(dǎo)軌出現(xiàn)了多階沿x軸的彎曲模態(tài)；

5) 導(dǎo)軌作為玻璃的約束邊界，與玻璃的隨動(dòng)明顯，靠近A柱的玻璃導(dǎo)軌未起到足夠的約束作用，導(dǎo)致關(guān)門過(guò)程中車門玻璃振動(dòng)明顯。

圖11 模態(tài)參與因子柱狀圖Fig.11 The modal contribution of ODS

3 改進(jìn)措施及驗(yàn)證

通過(guò)整備車門工作變形試驗(yàn)與半約束模態(tài)試驗(yàn)，同時(shí)結(jié)合STFT時(shí)頻圖分析，研究發(fā)現(xiàn)該車門在長(zhǎng)期使用后產(chǎn)生關(guān)門異響，關(guān)門聲中產(chǎn)生二次沖擊現(xiàn)象。其主要原因是：a.車窗水切、玻璃導(dǎo)軌密封條等非線性元件使用過(guò)程中產(chǎn)生性能衰減，導(dǎo)致對(duì)車門玻璃的約束減弱，玻璃局部模態(tài)振動(dòng)明顯；b.A柱玻璃導(dǎo)軌存在支撐不足的問(wèn)題，未對(duì)車門玻璃起到足夠的約束，在工作變形及半約束模態(tài)中A柱玻璃導(dǎo)軌均有彎曲變形。

由此對(duì)車門玻璃上部粘貼膠棉，從而增加水切壓縮量，提升對(duì)車門玻璃的約束，如圖12所示。

圖12 增加水切壓縮量Fig.12 Increase the compression of seal

對(duì)改進(jìn)后的關(guān)門聲進(jìn)行STFT時(shí)頻分析，圖13為改進(jìn)后關(guān)門聲時(shí)頻圖，對(duì)比可見，改進(jìn)后二次沖擊現(xiàn)象消失。

圖13 改進(jìn)工況下時(shí)頻圖Fig.13 Time-frequency analysis of optimization

4 結(jié) 論

1) 提出了一種基于工作變形模態(tài)分解的試驗(yàn)分析方法，依據(jù)此方法成功識(shí)別出某車型車門異響振動(dòng)噪聲源，并進(jìn)行了改進(jìn)試驗(yàn)，驗(yàn)證了此方法的有效性。

2) 車門在下位玻璃狀態(tài)下關(guān)門噪聲能量主要分布在低頻段，降低振動(dòng)輻射噪聲能有效地抑制關(guān)門噪聲。

3) 從關(guān)門工作變形試驗(yàn)中可以看出，車門結(jié)構(gòu)的振動(dòng)峰值頻率與關(guān)門異響頻率存在較大的關(guān)聯(lián)。

4) 下位玻璃由于在玻璃頂端缺少足夠的約束，在關(guān)門過(guò)程中易產(chǎn)生較大的振動(dòng)，引起異響和震顫。

5) 車門玻璃導(dǎo)軌應(yīng)具有足夠的支撐剛度，否則在關(guān)門過(guò)程中易因剛度不足而引起玻璃及導(dǎo)軌的較大振動(dòng)，產(chǎn)生關(guān)門異響。