汽车路噪控制：理论与应用

　　在电动化和智能化时代，汽车NVH最突出的问题是路噪。本书围绕路面、轮胎、悬架、车身和主动控制五大系统，阐述了空气声路噪和结构声路噪产生的机理、传递途径和控制方法。本书介绍了不同路面的路谱特征和声学振动指标；分析了轮胎振动模型、静态和旋转状态下的振动特征和力传递率，论述了轮胎与路面相互作用产生噪声的机理，阐述了轮胎空腔声模型、空腔噪声与悬架结构耦合特征，并给出了轮胎振动和噪声的控制方法；分析了振动在悬架中的传递特征和悬架与轮胎及车身模态耦合特征，介绍了悬架力传递模型、机器学习模型、衬套隔振模型，给出了控制悬架模态和振动的方法；分析了车身结构振动传递特征、板振动以及它与声腔的耦合机理，提出了传递路径识别、控制梁振动和板振动及声辐射的方法；诠释了空气声路噪传递特征，给出了车身隔声与吸声控制方法；讲述了声音主动控制原理、路噪主动控制构架与算法、影响路噪控制的硬件和软件因素；介绍了路噪主观和客观评价方法、从路噪目标设定到验证的开发过程。本书是一部理论与实践紧密结合的专著。本书从工程问题出发，提炼出科学问题，总结成系统方法后，再回归应用到工程并指导研发。本书可供声学、振动、汽车等领域的工程师和学者参考，也可作为车辆工程、声学和振动相关专业师生的参考书。

　　庞剑，长安汽车股份有限公司首席专家，建立了国际一流的汽车NVH开发体系，领导了长安系列车型的NVH开发和技术研究工作。

序?一
序?二
前?言
第一章　路噪概述及相关系统1
第一节　路噪问题及重要性1
一、路噪带来的问题与市场调查1
二、路噪的主观感受4
三、路噪与其他噪声源的关系5
四、路噪的重要性6
第二节　路噪概念及相关系统7
一、空气声与结构声7
二、近场路噪和远场路噪9
三、空气声路噪11
四、结构声路噪11
五、车内路噪12
六、与路噪相关的系统13
七、与路噪相关的性能13
第三节　路面结构及声学与振动特征14
一、道路结构与分类14
二、路面振动与声学指标18
三、用于路噪研究与评价的三种典型路面25
四、路谱分析26
五、三种典型路面的路谱特征27
第四节　轮胎结构32
一、轮胎的功能及性能32
二、轮胎简史33
三、子午线轮胎和斜交轮胎35
四、子午线轮胎的结构36
五、轮胎胎面的形状37
六、轮胎的规格标识38
七、车轮的结构39
第五节　路噪整体控制策略和本书结构40
一、路噪整体控制策略40
二、本书的结构41
参考文献43
第二章　路噪传递与路径识别46
第一节　车内路噪特征46
一、车内噪声来源及特征46
二、车内路噪频谱47
三、在不同路面上的车内路噪49
四、不同车速下的车内噪声50
五、结构声路噪和空气声路噪的频率特征51
第二节　空气声路噪和结构声路噪的传递路径52
一、系统与传递函数52
二、车内噪声的贡献源和传递路径54
三、近场路噪对车内的传递路径56
四、结构声路噪对车内的传递路径57
五、结构声路噪传递路径与MIMO系统求解58
第三节　悬架力识别60
一、悬架力及识别问题60
二、直接测量法63
三、动刚度法64
四、逆矩阵分析法65
第四节　路噪传递路径的识别70
一、传递路径识别的方法70
二、传统传递路径识别72
三、反向多参考传递路径识别74
四、运行工况传递路径分析方法80
五、多重相干分析方法82
六、其他分离方法86
参考文献88
第三章　轮胎结构振动91
第一节　轮胎振动传递函数和非线性特征91
一、轮胎振动传递函数91
二、轮胎的非线性问题与线性化假设95
第二节　轮胎振动模型98
一、有限元模型98
二、解析模型100
三、半经验模型105
第三节　自由轮胎模态特征105
一、轮胎模态的获取106
二、轮胎模态振型的种类与标识107
三、自由轮胎模态特征110
第四节　约束轮胎模态特征114
一、约束边界114
二、约束轮胎的传递函数特征114
三、约束轮胎模态特征116
第五节　旋转轮胎模态特征118
一、旋转的自由轮胎模态特征118
二、旋转的约束轮胎模态特征120
第六节　轮胎结构振动传递率122
一、单自由度轮胎模型的传递率122
二、连续体轮胎的位移传递率123
三、基于部件导纳的传递率126
四、自由轮胎传递率特征及隔振评价127
五、约束轮胎的传递率特征129
第七节　轮胎激励源131
一、轮胎与路面的冲击激励131
二、“黏?滑”和“黏?抓”效应激励132
三、轮胎不平衡激励133
四、轮胎运动变形自激振动134
五、悬架激励134
第八节　轮胎振动特征135
一、轮胎振动机理135
二、轮胎表面振动测量135
三、轮胎振动传递特征136
四、轮心振动响应特征143
第九节　轮胎振动控制方法144
一、影响轮胎振动的因素144
二、胎的控制145
三、轮的控制147
四、轮胎传递率控制148
五、模态控制150
参考文献151
第四章　近场路噪与远场路噪155
第一节　近场路噪分类与特征155
一、轮胎胎面花纹结构与作用155
二、近场噪声分类157
三、轮胎近场噪声的特征158
第二节　空气运动产生的近场噪声159
一、泵气噪声159
二、空管噪声161
三、赫尔姆兹谐振腔共振噪声164
四、气动噪声165
第三节　轮胎振动产生的近场噪声168
一、冲击噪声168
二、摩擦噪声169
三、黏?抓作用反冲击噪声170
四、胎侧辐射噪声170
五、轮胎空腔声171
第四节　轮胎?路面的界面效应及对近场路噪的影响172
一、轮胎?路面的喇叭效应172
二、轮胎?路面的阻抗效应177
第五节　胎面花纹块设计及对近场路噪的影响177
一、影响轮胎近场噪声的因素177
二、花纹块节距对近场噪声的影响及节距设计178
三、花纹沟对空气运动噪声的影响及花纹沟设计181
四、花纹段的整体设计与分类183
第六节　轮胎结构参数和运行工况对近场路噪的影响185
一、轮胎宽度对近场路噪的影响185
二、轮胎直径对近场路噪的影响186
三、轮胎材料对近场路噪的影响187
四、其他轮胎结构参数的影响187
五、行驶状况对轮胎辐射噪声的影响188
第七节　近场路噪试验190
一、轮胎单体噪声测试190
二、装车轮胎噪声测量191
第八节　远场路噪194
一、远场路噪与通过噪声194
二、通过噪声的测试195
三、通过噪声法规196
参考文献197
第五章　轮胎声腔模态与空腔噪声199
第一节　轮胎声腔模态以及带来的车内噪声199
一、声腔结构与表征199
二、轮胎声腔模态振型200
三、轮胎声腔带来的车内噪声问题201
第二节　轮胎声腔模态的理论分析203
一、三维轮胎声腔模态理论分析203
二、一维轮胎声腔模态频率计算207
第三节　轮胎声腔模态208
一、轮胎声腔模态的获取208
二、轮胎声腔模态特征209
三、轮胎声腔模态的结构传递特征213
第四节　约束轮胎