之前文章介紹過，為什么我們要做虛擬路譜的整車路躁仿真，這次就來講講做這個仿真，需要攻克的核心技術有哪些。虛擬路譜激勵的整車路躁仿真，首先激勵源是路面不平度，直接加載到整車模型的輪胎footprint點，提取人耳處的聲壓響應和方向盤、座椅等位置的振動加速度響應。所以，要完成這一整套的仿真分析后處理過程，有以下幾個技術難點。

1.輪胎的建模仿真

虛擬路譜直接加載到輪胎模型上，繞不開對輪胎的建模和仿真。輪胎是一種高度非線性，成分非常復雜的子系統，其自身的力傳遞特性直接決定了從地面傳遞到輪芯的力大小，所以，為了準確的進行整車的路躁仿真，準確的輪胎模型是必須的，所以一般通常使用的那種簡易輪胎模型（即整個輪胎一圈均使用rbe2單元連接，接地點使用0長度BUSH單元模擬輪胎接地的XYZ向剛度）就不適用了。

FE tire模型

目前，在NVH仿真領域，輪胎可以達到的頻率范圍至少要300Hz以上，適用于整車建模的精確的輪胎建模仿真解決方案主要有兩種：一種是模態輪胎，另一種是CDtire。兩種均可以得到精確的地面到輪心的力傳遞特性，但也有不同的。模態輪胎是傳統的FE輪胎，是一種基于設計參數的輪胎模型，即使用輪胎設計的材料屬性，來構建輪胎有限元模型，采用橡膠某一種的本構模型，來構建輪胎的力學關系，通過非線性的有限元仿真，來得到輪胎的動力學結果，直至轉化得到通用有限元軟件能使用的模態輪胎模型。而CDtire就不一樣了，它是一種基于經驗（實驗）的輪胎模型。對于一個已經有實物的輪胎，給輪胎做各種各樣的實驗，通過這些實驗數據和結果，使用軟件擬合得到一個輪胎模型，這個輪胎模型可以適用的范圍比較廣泛，根據實驗的不同擬合出來的輪胎也是不同的，但完備的實驗數據和結果，甚至可以得到一個多體動力學和NVH共用的輪胎模型。

CDtire 模型和構建層數原理圖

2.虛擬路譜的獲取

虛擬路譜是激勵源，需要把路面的不平度轉化為虛擬路譜進行加載。這里面一般有兩個步驟：一是獲取路面的不平度原始數據，而是通過數據處理的方法把不平度數據轉化為虛擬路譜。路面不平度的還比較好獲取了，找到一個有相關技術能力的路譜掃面供應商掃描即可。再進行轉換成路譜。拿到的原始數據一般為路面的高程數據，需要轉化為虛擬路譜，即位移的功率譜密度函數（PSD）。

NVH虛擬路譜的獲取

3.虛擬路譜分析工況的建立

整車模型有了，虛擬路譜也準備好了，但如何設定工況進行加載呢？首先，激勵數據為位移的功率譜密度函數，所以整個仿真的結果也應該是聲壓或者加速度的功率譜密度函數。其次，該分析本質上也應該是頻響分析SOL111。同時，考慮到一個輪胎上不止一個激勵點，也應該考慮不同點之間的激勵的先后順序。最后，左右輪之間的激勵的相關關系也要考慮進去。

4.仿真結果的處理和與實驗的對比

仿真的結果其實是聲壓或者加速度的功率譜密度函數，首先需要把該結果轉化為dB（A）（聲壓結果的話）或者real（加速度結果）值。這個轉化得到的結果就可以與實驗處理的結果進行曲線對比了。其次，實驗一般會有一個頻率段內的RMS有效值，仿真也應該根據結果曲線，處理得到該值，并與實驗的RMS值進行比較。

本文轉載自微信公眾號：誤入CAE的程序員