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基于FSI方法的轮胎横向花纹沟泵吸噪声研究
摘要
轮胎横向花纹沟泵吸噪声是汽车行驶过程中产生的主要噪声之一。本文基于FSI方法研究了轮胎横向花纹的沟泵吸噪声机理，并对轮胎花纹参数对噪声的影响进行了分析。研究结果表明，轮胎横向花纹的沟泵吸噪声主要是由于轮胎和地面间摩擦所产生的振动引起的，其强度与轮胎花纹参数（沟槽深度、块间距等）有关。因此，合理设计轮胎花纹参数，降低轮胎横向花纹沟泵吸噪声，对于提高汽车行驶舒适性具有重要意义。
关键词：FSI方法；轮胎横向花纹；沟泵吸噪声；参数分析
Abstract
Thelateralgroovepumpsuctionnoiseoftireisoneofthemainnoisegeneratedduringthevehicledrivingprocess.Inthispaper,theFSImethodisusedtostudythemechanismoflateralgroovepumpsuctionnoiseoftiretread,andtheinfluenceoftiretreadparametersonnoiseisanalyzed.Theresearchresultsshowedthatthelateralgroovepumpsuctionnoiseoftiretreadismainlycausedbythevibrationgeneratedbythefrictionbetweenthetireandtheground,anditsintensityisrelatedtothetiretreadparameters(groovedepth,blockspacing,etc.).Therefore,reasonabledesignoftiretreadparametersisofgreatsignificanceforreducingthelateralgroovepumpsuctionnoiseoftireandimprovingthedrivingcomfortofvehicles.
Keywords:FSImethod;tiretread;groovepumpsuctionnoise;parameteranalysis
一、引言
随着人们生活水平的提高以及汽车消费的普及，汽车的行驶舒适性和噪声控制已成为汽车设计和研发中的重要问题之一。轮胎横向花纹沟泵吸噪声是汽车行驶过程中产生的主要噪声之一，其对于司机和乘客的身心健康具有很大的危害。因此，降低轮胎横向花纹沟泵吸噪声，提高汽车的行驶舒适性具有重要意义。
本文基于FSI方法研究了轮胎横向花纹的沟泵吸噪声机理，并对轮胎花纹参数对噪声的影响进行了分析。首先，介绍了FSI方法的基本原理和应用范围；其次，对轮胎横向花纹的沟泵吸噪声机理进行了分析和建模；然后，对轮胎花纹参数（沟槽深度、块间距等）对噪声的影响进行了数值模拟和实验验证；最后，总结了本文的研究结果，并对未来研究方向进行了展望。
二、FSI方法的基本原理和应用范围
FSI（Fluid-structureinteraction）方法是一种将流体动力学和结构动力学紧密结合起来的方法，用于模拟流体和结构耦合问题。在FSI方法中，流体和结构之间存在相互作用，结构对流体运动产生力，流体对结构运动产生反作用力，两者之间存在相互影响关系。
FSI方法广泛应用于工程领域，如飞机机翼、汽车车身、桥梁结构等。在轮胎声学和振动控制领域，FSI方法可以用于模拟轮胎和地面之间的接触力、摩擦力以及轮胎的振动、声波传播等问题。
三、轮胎横向花纹沟泵吸噪声机理的分析和建模
轮胎横向花纹的沟泵吸噪声是由轮胎和地面间振动引起的。在轮胎行驶过程中，轮胎与地面之间存在接触力和摩擦力，这些力会导致轮胎和地面之间的振动和声波传播，最终产生噪声。
轮胎横向花纹的设计包括花纹块的形状、大小和排列方式等参数。这些参数会影响轮胎与地面之间的摩擦力和接触力，进而对轮胎横向花纹的沟泵吸噪声产生影响。
轮胎横向花纹沟泵吸噪声的机理可以简化为三个步骤：摩擦、激励和声波传播。首先，轮胎与地面之间的摩擦会引起轮胎和地面之间的振动，从而产生轮胎横向花纹的沟泵吸激励。其次，沟泵吸激励会激发轮胎横向花纹的振动，并产生声波。最后，声波会通过空气传播到汽车内部，被驾驶员和乘客听到。
轮胎横向花纹沟泵吸噪声的建模可以采用FSI方法。在建模中，需要考虑轮胎和地面之间的摩擦力、接触力、轮胎横向花纹的形状和参数等因素。具体来说，可以采用有限元法和有限体积法对轮胎和地面之间的接触力和摩擦力进行建模，然后通过数值模拟和实验验证来分析轮胎横向花纹沟泵吸噪声的机理和影响因素。
四、轮胎花纹参数对噪声的影响的数值模拟和实验验证
为了研究轮胎花纹参数对噪声的影响，本文采用FSI