輪胎加入隔音材料,有效地降低輪胎噪音

輪圈與輪胎是車輛的結構件與功能件,不僅涉及操控安全也和和乘坐舒適性息息相關。TOPU協助國內鍛造鋁合金輪圈廠與輪胎廠進行碰撞、振動、空腔共振模擬分析,並完成實車性能測試驗證。輪圈成功減重20%,輪胎成功減噪 18 dB.

目的

驗證輪胎空腔共振與降噪

分析項目

振動分析與噪音量測

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鋁合金輪圈結構與

輪胎空腔共振分析

輪胎的材料

16種

實車動態量測

100次

標準量測方法

1套

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輪胎空腔共振成為車內噪音來源之一

隨著科技日益增進,車輛開發能力提升且須遵照法規規範設計,對於車輛整體舒適度已被改善許多,但近20年發現,測量車內噪音頻譜中於 200 - 250 Hz 有一明顯之峰值,對此判斷為輪胎空腔共振。其腔體內共振帶來的影響會透過懸吊系統傳遞至車身結構,而噪音在車廂內可清楚被辨識聽見。為了給駕駛與乘客有更舒適的環境空間,必須了解輪胎空腔共振特性,使其方法來達到降低噪音分貝之可能。

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完成CAE分析可靠性,

提升研發能力與減少開發成本

結構組成複雜,如何建立有效模型來驗證與實際結構具有等效性?

TOPU 運用萬能試驗機逐一了解結構材料特性曲線,並於FE模型確認 G(幾何尺寸)、M(材料) 、 B(邊界與負載條件)、I(接觸面)等四大要素,藉由分析結果與採用實驗模態分析手法進行比對驗證,最終獲得等效於實際結構之模型。CAE分析技術可靠性不僅可以加速開發過程,更是節省每個打造測試樣品成本與人力資源。。

專案挑戰

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輪胎模型建立

及分析測試

輪胎在地面轉動時不僅要牢固抓著地面,必須克服凹凸不平嚴苛路面,更是要受承載整車重量。

因此 TOPU 遵照實際輪胎各層結構設計,建立有限元素模型,並運用萬能試驗機取得16種材料特性曲線。

在胎面接地壓力圖中,比較實際輪胎與分析模型之差異,分析探討原始花紋與簡化直溝模型透過剛性模擬分析結果顯示, 實驗與分析誤差 3%。

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實車動態量測

與減噪

在底盤懸吊系統架設加速度規,量測實車動態時考慮四輪定位、輪胎平衡配重、輪胎磨耗等因素影響, 與駕駛行經平面道路或通過減速凸塊, 自然頻率是否會隨之改變。

當輪胎幾何尺寸固定後,腔體頻率即確定,透過建置吸音材料於結構內部,降低輪胎空腔共振傳遞至車箱內部之噪音問題。由加速度大小結果顯示,輪胎空腔共振峰值處其加速度值可下降17dB。

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驗證輪胎空腔

共振頻率

驗證輪胎空腔共振問題,透過理論、模擬分析及實驗模態量測進行驗證及辨識,證實頻譜中200-250Hz之峰值是由輪胎空腔共振所導致。

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