挖掘机驾驶室车门振动性能分析及优化开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着汽车行业的飞速发展，汽车已经融入到了人们生活的方方面面，人们也对车辆的整体性能提出了更高的要求。车辆的nvh性能是人们注重的方向之一。对于作为工程机械的挖掘机而言，其nvh问题更加突出。首先，挖掘机驾驶室的噪声振动问题会对人的心理和生理方面都会产生极大的影响。比如会造成驾驶员感到焦躁、烦闷、压抑等心理问题以及会损害人的听力、神经系统以及内分泌系统，使人感到疲惫。从而会影响驾驶员健康以及驾驶员的工作效率与作业能力。其次，挖掘机的噪声振动问题会降低驾驶室内的各种仪器的使用寿命，从而造成经济方面的损失。因此，降低挖掘机振动噪声具有重要的积极作用。

挖掘机驾驶室包括诸多零部件，车门作为驾驶室的重要组成部分，其结构是影响挖掘机驾驶室振动噪声的一个关键因素。在挖掘机工作过程中，由于发动机的高转速运转造成了驾驶室振动噪声。对车门进行优化，改善挖掘机车门结构，提升车门结构的刚度、强度可以降低车门振动同时避免车门与挖掘机其他组件产生共振。从而得到改善挖掘机驾驶室振动噪声的目的。为了获得更加良好的结构，需要运用有限元模态分析和模态试验分析结合来评价车门的动态特性，并根据分析结果来对车门结构进行优化。这种分析方法可以在保证准确的同时降低优化的时间和成本，具有重要意义。

国内外大量研究人员对于车门结构设计优化方面的研究完成了很多工作：

2. 研究的基本内容与方案

本论文是结合实际项目的基础上，针对某型挖掘机驾驶室内噪声水平较高，对现有车门，建立其详细有限元模型，通过模态分析、振动响应计算等方法确定问题并进行结构优化提高车门整体刚度降低振动水平减少辐射噪声。利用hypermesh建立有限元模型，进行有限元模态分析，得到车门的的固定频率，然后与实验模态分析结果进行对比确认有限元模型的准确性，然后利用optistruct软件对车门进行优化研究，利用catia对车门模型进行修改优化，然后将不同的优化结果再次进行有限元模态分析进行对比分析得到最优优化结果作为最终结果。主要研究内容如下：

（1）检索文献，了解国内外关于此课题的研究现状，确定研究方案和研究路线；

（2）用hypermesh对现车门模型进行几何清理、有限元网格划分以及定义材料等，得到车门有限元模型；

3. 研究计划与安排

第1周（2.24-2.29）：学生提交文献检索摘要。

第2-3周（3.1-3.15）：撰写开题报告。

并完成网上提交开题报告。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 宋琪. 车门动静态特性分析及试验验证[D].长沙： 湖南大学,2016.[2] 陈宇. 汽车车门的设计开发[D].长沙：湖南大学,2014[3] 李智. 某型挖掘机驾驶室声振舒适性分析及改进[D].成都：西南交通大学,2012.[4] 邓梦诗. 面向振动问题的车门内板优化设计研究[D].武汉：武汉理工大学,2016.[5] 滕增. 挖掘机驾驶室结构噪声分析与控制的研究[D].扬州：扬州大学,2016.[6] 孟德健. 某型轿车车门有限元仿真分析及轻量化设计[D].天津：天津职业技术师范大学,2018.[7] 原井天. 汽车车门设计流程及方法.[J].农业装备及车辆工程,2013(03):12-16 .[8] 邢建,高志彬,蒋红敏,等. 基于有限元法的车门性能分析研究[J].内燃机与配件,2019(16):15-16.[9] 李佳宜,赵卫东,俞松松,等. 小型挖掘机驾驶室悬置系统动力学分析与振动控制[J].建筑机械,2019(11):43-46.[10] 吕兴锋. 基于HyperWorks的纯电动汽车前舱盖模态优化分析[J].内燃机与配件,2019(17):52-54.[11] 曾双增. 汽车振动与噪声控制策略分析[J].内燃机与配件,2019(10):150-151.[12] 雷明准,张丰利,王建楠,等. 基于有限元的车门模态分析与优化研究[J].汽车技术,2008(12):4-7[13] 吴业强,何锋,占刚,等. 工程车辆驾驶室振动特性分析及悬置优化[J].现代机械,2017(04):35-39.[14] 刘灵芝,张冰战,牛占占. 基于CATIA和HYPERWORKS传动轴有限元分析及优化[J].安庆师范大学学报,2019(02):80-84.[15] 陈明明,包勤,严思炜,等. 微卡车门垂向刚度有限元分析及结构优化[C].四川省第十四届汽车学术年会论文集,2020.[16] Choi, J.-W. A study of design methodology to develop improved door system of a vehicle[J]. SAE Technical Paper, 2019-01-0616.[17] Donald J. Nefske, Shung H. Sung, Alan E. Duncan. Application of Finite Element Methods to Vehicle Interior Acoustic Design[J]. SAE Transactions,1984,93(04),1058-1066.[18] Sun Li, Liu Yong-chen. Front Car Door Modal Analysis Based on Finite Element Method[J]. MANUFACTURING SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2012,383-390:7418.[19] Kwon-Hee Lee, Jung-Kyu Shin, Se-Il Song. Automotive door design using structural optimization and design of experiments[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers,2003,217(10):855.[20] Tawanda Mushiri, Charles Mbohwa. Design of a vehicle door structure based on finite element method[C]. 6th International Conference on Mechanical ,Production Automobile Engineering, 2014.