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新能源汽车整车nvh声噪分析模拟仿真
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新能源汽车整车nvh声噪分析模拟仿真

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新能源汽车整车nvh声噪分析模拟仿真


NVH分析是什么意思?

  NVH分析解释起来也就是三个点(噪声、振动、声振粗糙度),不过这些东西你可能不明白究竟指的是什么,那说简单一点就是车开起来坐起来安不安静、平不平顺、稳不稳。你感觉到有异响,这属于NVH范畴;你感觉到车内噪音太大,这也属于NVH范畴;你感觉到车辆抖动明显,这也属于NVH范畴,所以NVH调教好能够带给车内人员优秀的驾乘体验。


 

  当然,车辆不同的性质也决定着有不同的NVH要求,普通的家庭用车要的是安静舒适,而跑车则需要排气声浪或者是加速感等。

 



  对于车辆而言,NVH几乎无处不在,所以在整车设计之初就要考虑到每一个部分的NVH问题,通过每个部分的优化调整,一点一点积累起来才能够获得较好的NVH体验感,所以NVH其实是个很深入的学问。

T300汽车设计中cae分析技术的应用

  CAE分析在汽车产品设计的质量、寿命、性能和成本等方面发挥强大作用,为汽车行业的高速发展提供了具有中心价值地位的技术保障,避免传统上的设计—试制—测试—改进设计—再试制的重复过程,为企业带来巨大经济效益。
  在整车CAE仿真中,带内饰车身的仿真是核心内容之一。带内饰车身是将整车从软连接处(弹簧、衬套)断开,去除动力总成和底盘系统后剩下的部分,专业术语为Trimmed Body(下面简称TB)。主要包括白车身、门盖系统、座椅系统、内外饰系统、转向系统、副车架和电子电器件等,能够较好的反映整车状态下的车身状况。以T300车型开发中的TB NVH仿真为例,主要研究模态、动力总成与底盘安装点的激励到车内响应点之间的噪声传递函数(NTF)、振动传递函数(VTF)等。工程师在T300开发处于数据阶段时,就能够预测设计中存在的NVH性能风险,并通过NVH仿真找到最佳优化方案,提升T300的NVH性能。

  搭建模型是进行Trimmed Body仿真的第一步,工程师将T300数据导入软件中。由于车身主要由薄板件构成,因此采取用薄板中间平面代替薄板的方式进行网格模型建立,并对各个子系统进行合理的简化,并将各个子系统进行连接,得到T300 Trimmed Body 模型。模型共由245万个网格单元组成,整个TB建模需要白车身、门盖系统、内外饰系统、电器系统等方面的Catia数据。

  搭建完模型后,工程师才能启动进一步的仿真分析。NVH仿真主要进行三方面的分析:其中TB模态仿真是为了考察带内饰车身固有频率和振型,了解动态特性,为解决噪声、振动问题提供参考依据;TB噪声传递函数分析是在单位力的作用下车内响应点的声压值, TB振动传递函数是在单位力的作用下车内响应点的振动值。
  模态分析作为整车NVH分析的一个基础环节,对整车NVH性能管控起着关键的作用。模态分析能够反映出结构在低频范围内的振动问题,尤其对避开路面和发动机激励尤为重要。将T300模型投入到求解器中进行计算得到T300车型的模态图、振动传递函数曲线图、噪声传递函数曲线图。


  分析车身整体或局部在各频率下的运动模态情况时,为了方便观察,通常会将运动模态放大处理。在模态振型图中颜色越冷代表着振动越小,颜色越暖的地方表示振动越大。这时,工程师们就可以通过暖色调部分查看该位置是否存在问题,并对其进行优化直到该阶模态达到设定的目标为止。在后背门的设计过程中,如果后背门模态偏低,会导致其行驶过程中振动过于激烈,密封性及其抵抗变形的能力差,引起车内轰鸣声。

  车身上的具有较大平面的钣金件(如地板、顶盖、前围板)如果模态偏低,会导致与发动机或者路面激励耦合产生共振,造成车内轰鸣声,影响整车NVH性能。


  车身在整车的NVH性能中有着重要影响,不论是来自路面的噪声,还是来自发动机的噪声,都是通过车身传递给乘员。所以对车身与底盘之间的主要连接区域进行噪声传递函数分析,以便找到对NVH特性影响比较大的关键零部件,预测噪声水平,并采取相应的措施有效地抑制噪声传入车内,从而降低车内噪声。针对某一峰值下噪声传递函数超标问题,在该频率下进行节点贡献量分析。

针对某频率响应(产生振动和噪声)峰值超标问题,工程师们会找到该频率附近几阶模态,并求得其附近几阶模态的总和,对其进行工作变形模态分析(ODS分析),能够有效地解决该频率下响应较大的问题。

对于车内振动来说,人们最为关心的是低频振动。从其产生的机理可以看出它与整车结构设计有很大的直接关系,它是在从零部件向整车的整合过程中带来的问题。设计阶段,NVH仿真可以通过对有限元模型进行振动传递函数(VTF)分析,找到在设计阶段存在的问题,可以有效地抑制汽车低频抖动的问题,提高车内乘员的舒适性。

GS8车型NVH分析仿真

1、仿真分析

  仿真分析能够在做出实车之前就能预测出设计上存在的风险点,也就是说能够分析出可能出现问题的地方。仿真分析不仅能够预测出可能出现问题的地方,还能够给出最优的解决方案,如果设计满足不了要求,则继续修改、分析直到达到预定目标。仿真分析包括很多个子项,例如车身结构、整车路噪、车内风噪、声学包与气密性等等。

 

 

然后分析车身整体或局部在各频率下的表现,颜色越冷代表着振动越小,颜色越暖的地方表示振动越大,工程师需要关注的正是越暖的部分。

 

 

  风噪其实的成因就是气流与车身表面相互作用而产生的噪声,优化车身表面设计减少产生出紊流就能够一定程度下降风噪,例如有些车型其后视镜造型设计不够优秀,高速行驶的情况下会产生出风噪。

 

 

 

  气密性分析后系统能够给出最佳的密封方案,通过车身气密性分析能够提升整车的隔音水平,减少出现问题的几率,毕竟如果没有仿真分析仅通过肉眼也很难直接判断出车身是否留有孔洞等问题,而这些孔洞能够把噪声引入到车内。



原文链接:http://www.cae8.com/caefenlei/04.html
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