汽车排气消声器的三维声学性能分析

2006年 (第 28卷 )第 1期汽 车 工 程006 (28) 12006011汽 车 排 气 消 声 器 的 三 维 声 学 性 能 分 析原 稿 收 到 日 期 为 2004年 11月 15日 ,修 改 稿 收 到 日 期 为 2005年 1月 24日 。葛 蕴 珊 1 ,张 宏 波 1, 2 ,宋 艳 冗 1 ,谭 建 伟 1 ,张 学 敏 1 ,韩 秀 坤 1(11北 京 理 工 大 学 机 械 与 车 辆 工 程 学 院 ,北 京 100081; 21泛 亚 汽 车 技 术 中 心 ,上 海 201201)摘 要 在 利 用 三 维 有 限 元 法 研 究 简 单 结 构 的 消 声 器 的 声 学 消 声 性 能 基 础 上 ,对 于 复 杂 结 构 的 消 声 器 进 行 了声 学 性 能 预 测 。 数 值 仿 真 结 果 和 试 验 结 果 的 良 好 吻 合 表 明 ,三 维 有 限 元 法 适 合 于 研 究 消 声 器 的 声 学 消 声 性 能 ,具有 相 当 高 的 精 度 。 同 时 利 用 消 声 器 内 部 的 压 力 云 图 研 究 消 声 器 结 构 对 于 声 波 传 播 的 影 响 ,并 且 应 用 三 维 有 限 元 法进 一 步 研 究 了 穿 孔 率 和 穿 孔 管 长 度 对 于 复 杂 结 构 的 汽 车 排 气 消 声 器 的 声 学 消 声 性 能 的 影 响 。关 键 词 :噪 声 ,三 维 有 限 元 分 析 ,汽 车 排 气 消 声 器 ,声 学 性 能D un 2 , B B 100081;21 201201 of D on on le of of s of p of on p of on of is in No 3D f in en t m 前 言随 着 现 代 科 技 的 迅 速 发 展 ,汽 车 的 年 产 量 和 保有 量 不 断 增 加 ,汽 车 噪 声 已 成 为 影 响 人 们 生 活 环 境质 量 的 重 要 污 染 源 。 我 国 环 保 总 局 于 2002年 1月发 布 的 2002汽 车 噪 声 控 制 法 规 ,要 求 在2002年 10月 以 后 生 产 的 轿 车 加 速 行 驶 车 外 噪 声 极限 为 77 车 为 78 792005年 1月 以 后 生 产的 轿 车 为 74 货 车 为 76 77 且 依 据 2001国 家 环 保 总 局 发 布 的 汽 车 加 速 行 驶 噪 声 标 准 的 规定 ,超 过 噪 声 限 值 的 机 动 车 将 不 得 制 造 、 销 售 和 进口 ,这 无 疑 对 汽 车 行 业 又 提 出 了 新 的 环 保 要 求 和 挑战 1 。使 用 排 气 消 声 器 是 降 低 汽 车 排 气 噪 声 的 有 效 途径 ,目 前 国 内 的 消 声 器 设 计 主 要 依 靠 试 验 的 反 复 验证 ,设 计 的 周 期 长 、 费 用 高 。 所 以 利 用 仿 真 计 算 的 方法 研 究 汽 车 排 气 消 声 器 ,进 行 汽 车 排 气 消 声 器 性 能预 测 和 优 化 设 计 是 很 必 要 的 。以 往 国 内 外 学 者 通 常 运 用 一 维 平 面 波 理 论 对 消声 器 进 行 研 究 ,需 要 管 道 内 的 流 量 系 数 、 管 壁 的 摩 擦因 数 、 弯 曲 损 失 等 由 稳 态 流 动 状 态 试 验 测 量 的 单 个元 部 件 的 参 数 ,与 实 际 有 着 很 大 出 入 。 并 且 应 用 一维 模 型 又 局 限 于 频 域 范 围 内 的 横 波 ,无 法 考 虑 实 际复 杂 结 构 的 排 气 消 声 器 内 部 的 三 维 声 场 。 所 以 简 单的 一 维 理 论 不 再 适 用 ,应 采 用 更 加 符 合 实 际 的 三 维模 型 ,进 行 消 声 器 内 部 三 维 声 场 的 研 究 分 析 。 文 中利 用 工 具 ,采 用 三 维 有 限 元 法 研 究 了简 单 结 构 的 消 声 器 的 消 声 性 能 ,并 与 试 验 结 果 相 比较 ,论 证 了 三 维 有 限 元 法 研 究 声 波 传 播 的 正 确 性 。 52 汽 车 工 程 2006年 (第 28卷 )第 1期同 时 对 复 杂 结 构 的 汽 车 排 气 消 声 器 的 消 声 性 能 进 行精 确 预 测 ,弥 补 一 直 以 来 消 声 器 依 据 一 维 平 面 波 理论 或 试 验 设 计 的 缺 陷 ,从 而 实 现 消 声 器 设 计 的 科 学化 、 现 代 化 、 精 确 化 ,进 而 加 快 提 高 汽 车 噪 声 控 制 的水 平 。2 消 声 器 内 部 声 场结 合 边 界 条 件 ,控 制 方 程 (1)为2 p + k2 p = 0 (1)式 中 压 , 数 。压 力 边 界 条 件 为 p = p (2)速 度 边 界 条 件 为 n = n (3)阻 抗 边 界 条 件 为 p / n = 4)式 中 n 为 振 动 速 度 , 特 性 阻 抗 。对 于 穿 孔 板 壁 面 ,可 假 定 为 穿 孔 边 界 条 件 ,由 于穿 孔 直 径 小 、 数 量 多 ,因 此 需 要 将 穿 孔 板 壁 面 进 行 一维 的 等 效 ,穿 孔 阻 抗 的 表 达 式 为Z = 01006 + t + 0175a) / (5)式 中 孔 管 壁 厚 , 孔 直 径 , 为 穿 孔 率 。式 (5)是 由 试 验 测 量 结 果 整 理 得 到 的 近 似 表 达 式 。试 验 件 为 一 块 16 10 - 4 穿 孔 板 ,板 厚 811 10 - 4m ,钻 孔 直 径 2149 10 - 3 m,穿 孔 率 412%。 所以 穿 孔 管 的 内 壁 和 外 壁 的 声 场 存 在 关 系 式 2 为 - 1- 1 1)式 中 壁 的 速 度 、 声 压 , 壁 的 速度 、 声 压 , A = 1 / ( , 为 介 质 密 度 , 速 , a1、 表 声 源 特 性 。也 可 以 利 用 3 公 式 计 算 穿 孔 阻 抗Z = R + 1 8 1 + ( t + 2 l) (7)式 中 为 角 频 率 , 是 介 质 动 力 黏 度 系 数 , 孔 分 布 的 校 正 系 数 。当 小 孔 为 四 边 形 分 布 时 l = 0185a 1 - 2134a / h , 0 a / h 012501668a 1 - 119a / h , 0125 a / h 015(8)式 中 孔 的 中 心 间 距 。则 式 (6)转 化 为 )式 中 K = d / ( d + t) , 孔 管 内 径 。 考 虑 了 穿 孔管 的 厚 度 影 响 , = 1 / Z。那 么 进 出 口 的 声 学 变 量 存 在 关 系 =A (10)下 标 1、 2分 别 代 表 进 口 、 出 口 。 四 级 参 数 可 以写 为A = 1 = 1, 2 = 0B = ( ) 1 = 1, 0C = / 1 = 1, 2 = 0D = 1 / 2 1 = 1, 0(11)所 以 膨 胀 腔 的 插 入 损 失 可 以 计 算 求 得 20 A +B + C +D ) /2 (12)3 模 拟 计 算 结 果 讨 论311 进 出 口 管 同 轴 膨 胀 腔 的 声 学 性 能膨 胀 腔 是 最 简 单 的 扩 张 室 式 消 声 器 ,主 要 利 用截 面 突 变 造 成 声 传 播 通 道 的 阻 抗 失 配 ,使 沿 管 道 传播 的 声 波 朝 声 源 方 向 反 射 ,或 者 通 过 改 变 扩 张 室 和内 接 管 的 长 度 ,使 前 进 的 声 波 与 反 射 的 声 波 在 管 道的 不 同 界 面 上 的 反 射 波 之 间 的 相 位 差 180 ,发 生 干涉 相 互 抵 消 ,从 而 达 到 消 声 的 目 的 。图 1 简 单 膨 胀 腔 的 模 型如 图 1所 示 ,进 出 口 管长 度 011m,直 径 48159 10- 3m;膨 胀 腔 的 长 度 28213 10- 3m,直 径 为 153118 10- 3m,当 声 速 c = 34611m / 膨 胀 腔 一 维 和 三 维 计 算 的 传递 损 失 与 试 验 比 较 如 图 2。图 2 简 单 膨 胀 腔 的 传 递 损 失对 简 单 一 维 平 面 波 传 播 的 消 声 器 ,当 进 、 出 口 管的 截 面 相 等 时 ,可 以 利 用 下 列 公 式 计 算 传 递 损 失 :2006 (28) 1 葛 蕴 珊 ,等 :汽 车 排 气 消 声 器 的 三 维 声 学 性 能 分 析 53 10 + 0125 m - 1 /m (13)式 中 m 为 扩 张 比 ,表 示 膨 胀 腔 的 面 积 与 出 口 管 面 积的 比 值 , 胀 腔 的 长 度 。由 图 2可 以 看 出 ,在 低 于 1 600一 维 计 算模 型 结 果 和 三 维 计 算 模 型 结 果 与 试 验 结 果 都 吻 合 良好 ;在 1 600 2 530 ,三 者 存 在 差 别 ,曲 线 形状 相 似 ;高 于 2 530三 维 模 型 的 计 算 结 果 与 试验 结 果 仍 十 分 吻 合 ,而 一 维 计 算 模 型 却 相 差 甚 远 ,无法 近 似 代 替 。 因 此 为 精 确 研 究 消 声 器 的 高 频 声 学 特性 必 须 采 用 三 维 计 算 模 型 。 同 时 由 图 2可 以 看 出 中低 频 时 ,简 单 膨 胀 腔 具 有 较 宽 、 重 复 的 消 声 频 带 ,消声 效 果 良 好 ,但 对 于 高 频 消 声 效 果 较 差 ,消 声 频 带 变窄 。分 别 计 算 频 率 为 848 面 波 传 播 的 膨 胀腔 内 的 压 力 云 图 和 频 率 为 2 738 0, 1)阶 模态 被 激 励 的 高 次 声 波 传 播 的 压 力 云 图 ,声 波 从 左 侧管 道 进 入 ,如 图 3所 示 。图 3 膨 胀 腔 内 的 压 力 云 图 分 布由 图 3 ( a)可 以 清 晰 地 看 到 声 波 在 进 出 口 管 和膨 胀 腔 内 主 要 以 平 面 波 形 式 进 行 传 播 ,各 个 截 面 的压 力 相 等 。 而 膨 胀 腔 壁 面 的 拐 角 处 ,由 于 刚 性 壁 面反 射 的 声 波 较 为 强 烈 ,影 响 了 局 部 压 力 场 的 分 布 。由 图 3 ( b)可 知 ,膨 胀 腔 内 声 波 的 (0, 1)阶 模 态 被 激励 时 声 波 以 高 次 波 形 式 传 播 ,膨 胀 腔 内 各 个 截 面 的压 力 不 再 相 等 ,一 维 平 面 波 理 论 不 再 适 用 ,声 场 必 须利 用 三 维 理 论 进 行 研 究 ;并 且 与 进 气 管 同 侧 的 膨 胀腔 的 壁 面 拐 角 处 ,声 波 反 射 尤 为 强 烈 ;整 个 膨 胀 腔 的内 部 声 场 中 ,声 波 主 要 呈 球 面 波 传 播 。 并 且 图 3 ( b)与 图 3 ( a)相 比 ,进 出 口 的 声 压 级 差 较 大 ,消 声 能 力强 ,与 图 2中 对 应 频 率 的 传 递 损 失 分 析 结 果 相 符 合 。312 共 振 腔 的 声 学 性 能共 振 式 消 声 器 可 看 成 由 几 个 声 学 作 用 不 同 的 元件 组 成 。 开 口 管 内 及 管 口 附 近 空 气 随 声 波 振 动 ,为声 质 量 元 件 ;空 腔 内 的 压 力 随 空 气 的 膨 胀 或 收 缩 而变 化 ,为 声 顺 元 件 ;空 气 在 颈 处 的 振 动 摩 擦 ,由 于 黏滞 阻 尼 和 导 热 的 作 用 使 声 能 损 耗 ,为 声 阻 元 件 。 计算 结 构 为 如 图 4所 示 的 共 振 腔 ,其 中 153119 10 - 3 m, 24412 10 - 3 m, 0, 85 10 - 3 m, 40144 10 - 3 m , 45189 10 - 3 m,声 速 c =34315m / s,得 到 传 递 损 失 如 图 5。图 4 共 振 腔 的 结 构 示 意 图 及 模 型图 5 共 振 腔 的 传 递 损 失根 据 图 5中 的 模 拟 计 算 与 试 验 结 果 可 知 ,当 空腔 内 的 入 射 声 波 的 频 率 等 于 共 振 腔 的 共 振 频 率 时 ,引 起 颈 中 空 气 柱 产 生 强 烈 共 振 ,声 能 因 克 服 摩 擦 阻力 而 消 耗 ,噪 声 降 低 ,插 入 损 失 达 到 最 大 ;反 之 ,当 入射 声 波 频 率 远 离 共 振 频 率 时 ,共 振 腔 内 的 振 动 减 弱 ,吸 声 作 用 很 小 。 展 示 当 声 波 频 率 与 共 振 腔 的 固 有 频率 f = 89 时 共 振 腔 内 部 的 压 力 云 图 , 如 图 6所 示 。根 据 图 6中 的 压 力 云 图 ,声 波 从 左 侧 管 道 进 入 ,压 力 较 高 ,以 平 面 波 形 式 传 播 ;进 入 颈 处 和 共 振 腔后 ,由 于 声 波 的 入 射 频 率 与 结 构 的 共 振 频 率 相 等 ,发生 强 烈 共 振 ,压 力 升 高 且 分 布 均 匀 ,声 能 得 以 消 耗 ;在 进 出 口 管 与 共 振 腔 的 颈 处 相 连 处 ,声 波 与 共 振 腔 54 汽 车 工 程 2006年 (第 28卷 )第 1期图 6 f = 89 振 腔 内 的 压 力 云 图的 反 射 声 波 发 生 干 涉 ,声 波 的 振 幅 相 互 抵 消 ,振 动 减弱 ,同 时 由 于 共 振 腔 内 声 能 损 耗 ,所 以 压 力 降 低 ,从而 进 出 口 管 的 声 压 差 较 大 ,达 到 消 声 的 目 的 。313 单 通 穿 孔 管 的 共 振 结 构 及 声 学 性 能简 单 膨 胀 腔 内 加 入 穿 孔 管 时 ,穿 孔 管 上 的 小 孔与 空 腔 形 成 多 个 亥 姆 霍 兹 共 振 结 构 ,当 入 射 声 波 的频 率 和 系 统 的 频 率 一 致 时 ,穿 孔 处 的 空 气 产 生 激 烈振 动 摩 擦 ,加 强 了 吸 收 效 果 ,形 成 了 吸 收 峰 ,使 声 能显 著 减 弱 。 图 7所 示 为 一 个 单 通 穿 孔 管 膨 胀 腔 。 膨胀 腔 的 内 径 D = 16414 10 - 3 m,长 度 25712 10 - 3m ,穿 孔 管 的 内 径 d = 49 10 - 3 m,长 度 016m,壁 厚 t = 019 10 - 3 m ,小 孔 直 径 a = 2149 10 - 3m ,声 速 c = 344m / s,穿 孔 率 = 2%。图 7 单 通 穿 孔 管 消 声 器 的 示 意 图 及 模 型分 别 利 用 两 种 计 算 穿 孔 阻 抗 的 方 法 ,计 算 如 图7所 示 的 单 通 穿 孔 管 的 传 递 损 失 ,得 到 如 图 8所 示的 结 果 。 穿 孔 管 的 一 阶 共 振 频 率 1 184 力 云图 如 图 9所 示 。图 8 单 通 穿 孔 管 内 的 传 递 损 失图 9 单 通 穿 孔 管 内 的 压 力 云 图根 据 图 8中 的 计 算 与 试 验 结 果 可 知 ,带 有 穿 孔管 的 膨 胀 腔 在 中 低 频 带 具 有 较 宽 的 消 声 频 带 ,消 声效 果 良 好 ;而 在 高 频 范 围 内 ,其 消 声 能 力 明 显 下 降 ,只 有 少 数 共 振 峰 的 消 声 能 力 较 高 但 消 声 频 带 很 窄 ,因 此 穿 孔 管 消 声 器 适 用 于 吸 收 低 频 段 的 噪 声 。 同 时根 据 计 算 与 试 验 的 对 比 可 知 ,利 用 两 种 计 算 穿 孔 阻抗 的 方 法 计 算 该 结 构 得 到 的 传 递 损 失 都 较 为 吻 合 。需 要 注 意 的 是 ,对 于 不 同 厚 度 、 穿 孔 率 的 穿 孔 阻 抗 的计 算 可 能 会 与 真 实 情 况 存 在 一 定 误 差 ,从 而 影 响 预测 精 度 。图 9与 图 6的 共 振 腔 内 部 的 压 力 相 似 ,声 波 频率 达 到 了 系 统 的 共 振 频 率 ,振 动 剧 烈 ,压 力 较 高 且 分布 均 匀 ,系 统 在 该 频 率 时 的 吸 声 效 果 良 好 。314 复 杂 结 构 的 穿 孔 管 共 振 消 声 器 设 计实 际 上 ,现 代 汽 车 排 气 多 是 由 膨 胀 腔 、 共 振 腔 、穿 孔 管 等 多 个 元 件 组 成 的 抗 性 复 杂 结 构 ,以 便 吸 收发 动 机 排 气 的 不 同 频 率 范 围 的 噪 声 。 图 10表 示 的是 典 型 轿 车 排 气 消 声 器 。 图 中 左 侧 膨 胀 腔 长 度 为102 侧 膨 胀 腔 长 度 为 150 孔 管 长 度 为274 间 膨 胀 腔 穿 孔 管 穿 孔 端 距 两 侧 隔 板 长 度为 2719 孔 率 = 415%。图 10 典 型 轿 车 排 气 消 声 器 示 意 图 及 模 型该 消 声 器 的 传 递 损 失 的 计 算 和 试 验 结 果 如 图11所 示 。 图 12表 示 的 是 一 阶 共 振 频 率 为 244 声 器 内 部 的 压 力 云 图 。图 11中 低 频 的 计 算 值 高 于 试 验 值 ,主 要 是 因 为低 频 范 围 内 的 测 量 误 差 较 大 。 总 体 上 ,典 型 的 轿 车排 气 消 声 器 的 传 递 损 失 的 预 测 值 与 试 验 值 仍 吻 合 良好 。 并 且 根 据 图 中 的 传 递 损 失 曲 线 可 看 出 ,由 于 膨胀 腔 、 共 振 腔 、 穿 孔 管 的 联 合 使 用 ,消 声 器 在 中 低 频2006 (28) 1 葛 蕴 珊 ,等 :汽 车 排 气 消 声 器 的 三 维 声 学 性 能 分 析 55 图 11 典 型 轿 车 排 气 消 声 器 的 传 递 损 失图 12 典 型 轿 车 排 气 消 声 器 内 部 的 压 力 云 图率 范 围 内 的 消 声 能 力 明 显 提 高 ,并 且 消 声 频 带 较 宽 ,可 以 达 到 设 计 要 求 。 根 据 图 12,声 波 从 左 测 的 管 道传 入 ,沿 着 管 道 流 过 各 个 腔 并 且 振 动 依 次 减 弱 。 由于 穿 孔 管 的 插 入 ,使 得 中 间 腔 内 部 的 声 波 干 涉 最 为显 著 ,声 压 变 化 最 大 。 为 分 析 内 部 声 场 ,给 出 频 率 为244 取 的 腔 内 截 面 ,如 图 13所 示 。图 13 内 部 声 压 分 布根 据 气 流 的 流 动 路 径 ,声 波 传 播 依 次 通 过 第 三腔 、 第 二 腔 和 第 一 腔 ,最 后 经 由 出 口 管 传 出 消 声 器 。图 13 ( a)、 图 13 ( b)为 第 二 腔 的 1 /3、 2 /3截 面 ,图13 ( c)为 第 三 腔 的 1 /2截 面 ,图 13 ( d)为 第 一 腔 的1 /2截 面 。 图 13 ( a)中 穿 孔 管 与 二 腔 内 的 声 波 可 以通 过 小 孔 交 换 ,较 为 均 匀 没 有 明 确 的 分 界 ;图 13 ( b)处 于 声 波 共 振 的 位 置 ,相 互 干 涉 明 显 ,腔 内 声 压 分 布不 均 且 最 小 ,入 口 管 与 出 口 管 内 声 压 较 高 ,管 与 腔 之间 声 波 交 换 ;图 13 ( c)中 出 口 管 与 腔 无 声 波 交 换 ,声 波 扩 散 消 耗 声 能 ,比 图 13 ( b)截 面 的 声 压 高 而 比图 13 ( a)截 面 的 低 ,出 口 管 内 声 压 较 小 ;声 波 最 终 主要 由 一 腔 的 图 13 ( d)截 面 ,进 入 出 口 管 流 向 外 界 ,因进 口 管 与 一 腔 无 声 波 交 换 所 以 进 口 管 内 声 压 最 高 ,而 声 能 经 过 前 两 个 腔 的 消 耗 使 得 一 腔 内 的 声 压 小 于图 13 ( a)、 图 13 ( c)截 面 的 声 压 。由 图 2、 图 5、 图 8、 图 11中 的 曲 线 比 较 可 知 ,各个 消 声 器 传 递 损 失 的 预 测 值 与 试 验 值 吻 合 良 好 ,三维 有 限 元 法 能 够 准 确 有 效 地 预 测 消 声 元 件 的 声 学 消声 特 性 。为 进 一 步 讨 论 穿 孔 率 对 消 声 效 果 的 影 响 ,在 图10所 示 结 构 的 基 础 上 ,分 别 预 测 穿 孔 率 为 3%和6%时 的 消 声 性 能 ,并 与 穿 孔 率 为 415%时 的 消 声 性能 作 了 比 较 ,比 较 结 果 如 图 14所 示 。图 14 穿 孔 率 对 于 传 递 损 失 的 影 响由 图 14可 知 ,对 于 频 率 低 于 800 波 ,穿孔 率 的 改 变 对 于 传 递 损 失 影 响 不 大 , 3条 曲 线 接 近吻 合 ;频 率 在 800 1 200 ,传 递 损 失 曲 线 随着 穿 孔 率 的 增 加 向 右 偏 移 ; 频 率 位 于1 200 1 500传 递 损 失 随 穿 孔 率 增 加 而 降 低 ;位 于 1 500 1 600 时 ,传 递 损 失 又 随 穿 孔 率增 加 而 增 加 。 所 以 ,对 于 不 同 频 率 范 围 的 声 波 ,穿 孔率 的 影 响 不 同 ,声 波 相 互 之 间 的 干 涉 较 为 复 杂 ,并 不是 单 一 的 线 性 关 系 。在 图 10所 示 结 构 的 基 础 上 ,改 变 中 间 腔 内 的 穿孔 管 的 穿 孔 长 度 预 测 穿 孔 管 长 度 对 消 声 效 果 的影 响 结 果 ,如 图 15 所 示 。 由 图 15 可 看 出 ,低 于400除 穿 孔 长 度 为 01092 线 具 有 双 峰 ,峰 值 的 频 率 位 置 较 小 ,其 他 3条 曲 线 随 着 穿 孔 长 度的 降 低 依 次 右 移 ;在 频 率 位 于 400 800 ,传递 损 失 随 穿 孔 长 度 的 降 低 而 升 高 ;在 大 于 800 转 第 63页 )2006 (28) 1 林 逸 ,等 :微 型 客 车 车 身 结 构 正 面 碰 撞 参 数 化 模 型 的 建 立 63 图 12 车 身 结 构 的 能 量 吸 收 曲 线 比 较数 值 上 有 所 偏 差 ,这 是 由 于 此 时 车 身 结 构 开 始 部 分回 弹 ,而 参 数 化 模 型 中 梁 单 元 的 回 弹 不 明 显 所 致 。由 以 上 对 比 可 知 ,所 建 立 的 参 数 化 模 型 的 仿 真 计 算结 果 与 其 详 细 有 限 元 模 型 的 仿 真 计 算 结 果 基 本 一致 ,符 合 基 本 准 则 中 的 要 求 。5 结 论通 过 对 微 型 客 车 车 身 结 构 正 面 碰 撞 性 能 的 研究 ,结 合 构 件 的 典 型 失 稳 模 式 ,在 准 确 提 取 构 件 的 压溃 变 形 和 弯 曲 变 形 刚 度 参 数 之 后 ,采 用 非 线 性 梁 单元 和 弹 簧 单 元 构 造 了 用 于 概 念 设 计 阶 段 指 导 微 型 客车 车 身 结 构 正 面 抗 撞 性 设 计 的 参 数 化 模 型 。 由 于 该模 型 主 要 由 梁 单 元 和 弹 簧 单 元 组 成 ,计 算 时 间 约5m ,而 整 车 有 限 元 模 型 计 算 时 间 约 为 1520h,因 此 可 以 大 大 地 降 低 计 算 时 间 。 该 模 型 计 算 结果 满 足 精 度 要 求 ,