汽車噪聲與振動仿真的案例
電機振動噪聲建模分析：基于導入DXF轉子模型導入MANATEE的振動噪聲仿真分析
通過導入DXF文件與MANATEE的耦合可以更加方便，更加準確的進行電機電磁振動噪聲的仿真分析，為用戶提供了切實可行的解決方案。
文章來源：天源科技
汽車CAE仿真及試驗報告相關規范文件，總共115個文件，涵蓋結構剛度、強度、振動噪聲、流體、熱等內容
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整車電機振動噪聲：某混合動力汽車電機噪聲分析和降噪設計
摘要
：混合動力電動汽車與傳統汽車相比結構差異較大。傳動系統及運行模式作了改變，致使傳動系統在不同模式下表現出不同的NVH問題。以某開發過程中的混合動力轎車動力總成為研究對象，針對其開發過程中出現的電機高頻噪聲過大問題，采取正向設計方法進行優化，提升了該電機的NVH性能，其聲品質有大幅提高。研究內容對工程實際具有指導意義。
關鍵詞
：混合動力電動汽車；NVH；電機
0 引言
混合動力電動汽車與傳統汽車相比結構差異較大．傳動系統及其運行模式作了改變。致使整車的振動噪聲與傳統車相比具有新特點，傳動系統在不同模式下表現出不同的NVH問題【I‘]，使得振動噪聲的控制更為復雜。較低的背景噪聲使得原來傳統汽車中被掩蓋的噪聲凸顯出來，電機的高頻電磁噪聲會嚴重降低車內噪聲的聲音品質，同時降低乘坐舒適性。另外。電機的高扭矩和高轉速特性對齒輪系統的高頻嘯叫噪聲控制提出了新挑戰，電動汽車動力總成振動噪聲問題不單單是發動機和變速器的結構噪聲和燃燒噪聲問題．傳動結構的變化導致發動機、電機、齒輪系統之間耦合振動更為復雜。目前針對電動汽車NVH研究的相關文獻較少。振動噪聲設計應該是正向設計而不是逆向設計。振動噪聲問題應該在設計階段就進行杜絕和優化，而不是出廠和售后問題。文中以某開發過程中的混合動力轎車動力總成為研究對象．對其開發過程中電機高頻噪聲過大問題進行正向設計，采取優化措施。提升了該電機的NVH性能。其聲品質有大幅提高，對工程實際有指導意義。
1 問題描述及NVH測試
該車型的動力傳動系由發動機、行星齒輪系統、主電機、電池組、后驅電機組成。樣車在試車階段純電動模式驅動。電機轉速6250r／min時，駕駛室存在高頻電磁噪聲，車內噪聲主觀評價較差，聲品質較差；另外起步階段電機的高頻電磁噪聲同樣較大。
展開 電機振動噪聲建模分析:基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析
電動機與發電機等電力設備的噪聲起因很多，有電磁振動噪聲、機械噪聲及流致噪聲等等，本文通過ANSYS公司的官方案例為操作背景，詳細介紹如何將作用在定子上的瞬態電磁力作為結構諧響應分析的載荷計算振動噪聲。
1.電磁模型建立與分析
如圖1所示為一個電機模型，電機的額定輸出功率為550W，額定電壓為220V，極對數為4，定子齒數為24個，轉子的轉速為1500rpm，求電磁振動產生的噪聲大小。
本算例使用的模塊如下：
RMxprt模塊：建立電機類型；
Maxwell模塊：2D瞬態電磁場計算；
Structural 模塊：3D諧響應分析計算；
Acoustics ACT模塊：噪聲計算
注：Acoustics ACT模塊需要單獨安裝，請用戶到官方網站上自行下載。
圖1 電機模型
電機的電路模型如圖2所示。
圖2 電機電路模型
1）啟動Workbench。在Windows XP下單擊“開始”→“所有程序”→ANSYS15→Workbench15命令，即可進入Workbench主界面。
2）保存工程文檔。進入Workbench后，單擊工具欄中的按鈕，將文件保存為“zhendongzaosheng.wbpj”，單擊Getting Started窗口右上角的（關閉）按鈕將其關閉。
3）雙擊Toolbox→Analysis System→RMxprt模塊建立項目A，如圖3所示。
4）雙擊項目A中的A1欄進如RMxprt電機設置平臺，如圖4所示。
圖3 RMxprt模塊 圖4 RMxprt平臺
5）依次選擇菜單RMxprt→Machine Type，在彈出的電機類型選擇對話框中單擊Generic Rotating Machine選項，單擊OK按鈕，如圖5所示。
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汽車振動與噪聲和汽車安全控制國家重點實驗室通過建設計劃論證
2010年6月27日，受科技部基礎研究司委托，吉林省科技廳組織專家在長春對依托中國第一汽車集團公司建設的汽車振動與噪聲和汽車安全控制國家重點實驗室的建設計劃進行了可行性論證。科技部基礎研究司、吉林省科技廳有關負責同志以及依托單位的領導和實驗室工作人員參加了會議。專家組聽取了實驗室建設計劃匯報，進行了實地考察。專家組認為，該實驗室圍繞振動噪聲、可靠耐久、安全舒適、系統集成四個研究方向開展研究，致力于具有國際先進水平的“高舒適、高耐久、高安全、低噪聲”自主產品開發和基礎共性與應用技術研究，目標定位準確，符合國家熱作模具鋼大需求和產業發展方向。實驗室建設計劃合理可行，專家組一致同意通過該實驗室的建設計劃，并建議實驗室進一步完善面向汽車行業開放和聯合的措施。
依托企業和轉制院所建設國家重點實驗室工作是科技部落實《規劃綱要》，建設技術創新體系的重要舉措。該實驗室是吉林省首個獲批建設的企業國家重點實驗室，實驗室的建設將為東北老工業基地的振興提供有力支撐。
展開 電機NVH測試優化：鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用
在新能源汽車、工業電機、家電電機等領域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機品質的核心指標，直接影響產品舒適性、可靠性與市場競爭力。電
電機NVH測試優化：鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用
在新能源汽車、工業電機、家電電機等領域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機品質的核心指標，直接影響產品舒適性、可靠性與市場競爭力。電機NVH測試的核心訴求是準捕捉噪聲與振動信號，而測試基準的穩定性直接決定信號采集的真實性。鑄鐵平臺作為電機NVH測試臺的核心基礎部件，憑借高剛性、低振動、強抗干擾的特性，為噪聲振動測試搭建穩定基準，是優化NVH測試精度與效率的關鍵支撐。本文深解析鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用，融入電機噪聲測試平臺、振動測試基準平臺等高頻關鍵詞，為NVH測試方案優化提供技術參考。
電機NVH測試的核心痛點是“信號干擾導致測試失真”。噪聲振動信號本身具有微弱性、高頻性特點，測試過程中，電機運行產生的振動易引發測試基準變形，車間環境噪聲、地面振動、其他設備運行干擾等，也會混入測試信號，導致真實的電機NVH信號被掩蓋。普通測試基座難以這些干擾，而鑄鐵平臺通過科學的結構與工藝設計，從根源上優化測試環境，為準采集NVH信號筑牢基礎。
鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用，主要通過三大核心價值實現，為NVH測試優化提供關鍵支撐。其一，高剛性結構保障測試基準穩定。平臺主體選用HT250強度灰鑄鐵或QT600球墨鑄鐵，經高溫時效+振動時效+自然時效三重處理，殘余應力去除率≥99%，搭配“箱型封閉框架+十字交叉加密筋板”設計，筋板厚度≥25mm，臺面厚度≥100mm，在電機振動載荷作用下，臺面撓度≤0.01mm/m，無塑性變形。穩定的基準面可避免電機安裝位置偏移，確保振動傳感器采集的信號真實反映電機本身振動特性，減少基準變形導致的測試誤差。
其二，優異阻尼特性抑振動干擾。
展開 汽車振動與噪聲和汽車安全控制國家重點實驗室通過建設計劃論證
2010年6月27日，受科技部基礎研究司委托，吉林省科技廳組織專家在長春對依托中國第一汽車集團公司建設的汽車振動與噪聲和汽車安全控制國家重點實驗室的建設計劃進行了可行性論證。科技部基礎研究司、吉林省科技廳有關負責同志以及依托單位的領導和實驗室工作人員參加了會議。
專家組聽取了實驗室建設計劃匯報，進行了實地考察。專家組認為，該實驗室圍繞純鋁棒振動噪聲、可靠耐久、安全舒適、系統集成四個研究方向開展研究，致力于具有國際先進水平的“高舒適、高耐久、高安全、低噪聲”自主產品開發和基礎共性與應用技術研究，目標定位準確，符合國家重大需求和產業發展方向。實驗室建設計劃合理可行，專家組一致同意通過該實驗室的建設計劃，并建議實驗室進一步完善面向汽車行業開放和聯合的措施。
依托企業和轉制院所建設國家重點實驗室工作是科技部落實《規劃綱要》，建設技術創新體系的重要舉措。該實驗室是吉林省首個獲批建設的企業國家重點實驗室，實驗室的建設將為東北老工業基地的振興提供有力支撐。
展開 汽車噪聲與振動：理論與應用
發表了40多篇有關振動與噪聲的學術論文，合著有《Road Vehicle Dynamics》等書，擔任多家國際汽車雜志的審稿人和客座編輯。曾任底特律中國人協會主席。著有長篇小說《留學美國的日子》，發表了100多篇文學作品。
目錄：
第一篇 汽車噪聲與振動的基本原理和分析方法
第一章 汽車歷史、結構、噪聲與振動概述
第二章 聲學基礎
第三章 振動基礎
第四章 有限元法
第五章 邊界元方法
第六章 統計能量分析法
第七章 模態分析與綜合
第八章 傳遞路徑分析法
第九章 汽車振動噪聲測試技術
第二篇 發動機及動力傳動系統的噪聲與振動
第十章 發動機的振動
第十一章 發動機的噪聲
第十二章 管道聲學及進氣系統的噪聲與振動分析
第十三章 排氣系統的噪聲與振動分析
第十四章 動力裝置的振動隔離系統分析
第十五章 動力傳動系統的噪聲與振動
第三篇 車身及整車噪聲與振動
第十六章 車身振動和結構傳播噪聲
第十七章 空氣傳播噪聲
第十八章 風激勵噪聲
第十九章 整車噪聲與振動的綜合分析
第四篇 汽車噪聲與振動專題
第二十章 汽車噪聲與振動的評價
第二十一章 汽車產品開發和噪聲與振動控制
第二十二章 汽車主動和半主動噪聲與振動控制
第二十三章 摩擦引起的噪聲與振動
第二十四章 汽車噪聲與振動控制的新問題和發展趨勢
附錄 汽車噪聲振動術語英中文對照
展開 《汽車噪聲與振動：理論與應用》
目錄：
第一篇 汽車噪聲與振動的基本原理和分析方法
第一章 汽車歷史、結構、噪聲與振動概述
第二章 聲學基礎
第三章 振動基礎
第四章 有限元法
第五章 邊界元方法
第六章 統計能量分析法
第七章 模態分析與綜合
第八章 傳遞路徑分析法
第九章 汽車振動噪聲測試技術
第二篇 發動機及動力傳動系統的噪聲與振動
第十章 發動機的振動
第十一章 發動機的噪聲
第十二章 管道聲學及進氣系統的噪聲與振動分析
第十三章 排氣系統的噪聲與振動分析
第十四章 動力裝置的振動隔離系統分析
第十五章 動力傳動系統的噪聲與振動
第三篇 車身及整車噪聲與振動
第十六章 車身振動和結構傳播噪聲
第十七章 空氣傳播噪聲
第十八章 風激勵噪聲
第十九章 整車噪聲與振動的綜合分析
第四篇 汽車噪聲與振動專題
第二十章 汽車噪聲與振動的評價
第二十一章 汽車產品開發和噪聲與振動控制
第二十二章 汽車主動和半主動噪聲與振動控制
第二十三章 摩擦引起的噪聲與振動
第二十四章 汽車噪聲與振動控制的新問題和發展趨勢
附錄 汽車噪聲振動術語英中文對照
展開 申請兌換《汽車噪聲與振動：理論與應用》
《汽車噪聲與振動：理論與應用》
作者：龐劍，諶剛，何華 編著
出版社：北京理工大學出版社
出版日期：2006-6-1
CAEnet價：￥80元
郵費:￥5元
總價:￥85元
可用分兌換：
兌換要求：1星級會員
兌換額度：部分兌換或全額兌換
兌換方法：100分可用分兌換1元，全部兌換需8500可用分。
汽車噪聲、振動與舒適性原因淺析
噪聲、振動與舒適性，是衡量汽車制造質量的一個綜合性問題，它給汽車用戶的感受是最直接和最表面的。業界將噪聲、振動與舒適性的英文縮寫為NVH（Noise、Vibration、Harshness），統稱為車輛的NVH問題，它是國際汽車業各大整車制造企業和零部件企業關注的問題之一。有統計資料顯示，整車約有1/3的故障問題是和車輛的NVH問題有關系，而各大公司有近20%的研發費用消耗在解決車輛的NVH問題上。
對于汽車而言，NVH問題是處處存在的，根據問題產生的來源又可分為發動機NVH、車身NVH和底盤NVH三大部分，進一步還可細分為空氣動力NVH、空調系統NVH、道路行駛NVH、制動系統NVH等等。
NVH問題是系統性的。例如有些轎車行駛時車廂噪聲大，查源頭在發動機，那么這一個噪聲問題可能就涉及到三個部分，一個是發動本身的噪聲大，一個是發動機懸置部件減振效果差，一個是車廂前圍和地板隔音技術不好，是一個互相關連的系統問題。
當遇到車廂噪聲大時，人們一般考慮加強車廂隔音技術和材料，而對真正的噪聲發生源-發動機則是無能為力，這只能是“亡羊補牢”，無法從根本上解決問題。但如果運用NVH解決方案，就會涉及發動機、懸置及車架等，從根本上減少噪聲產生的來源。因此，NVH問題實質是汽車設計中要解決的問題，而不是汽車進入市場后要解決的問題。
汽車的發動機和車身都通過彈性元件支承在車橋和輪胎上，構成一個彈性振動系統，整個系統按照各總成部件又分成多個“彈性振動子系統”。當汽車因路面凸凹不平、發動機及傳動系抖動或車輪不平衡而受激振動時，各“彈性振動子系統”發生振動且互相關聯。
振動是噪聲產生的根源之一，行駛時振動大的車輛往往噪聲也大。因此，從汽車NVH問題的角度看，解決噪聲不能頭痛治頭，腳痛治腳，而應該考慮到整車其他方面的問題，例如要考慮到車身、發動機、輪胎、彈性支承等諸方面。
展開 
電機振動噪聲建模分析：基于Motor-CAD的永磁同步電機E-NVH仿真分析（單一工況點噪聲）
目前，新能源汽車電機的噪聲問題變得越來越突出，電機的電磁振動噪聲是設計人員研究的熱點問題，而電磁振動噪聲的激勵源電磁力波至關重要。本文基于Motor-CAD對永磁同步電機進行電磁振動噪聲（E-NVH）仿真分析，為永磁同步電機的E-NVH分析提供理論依據，并為永磁同步電機的E-NVH提供優化途徑。
Motor-CAD是全球領先的新能源汽車電機選型分析及設計軟件，用于新能源汽車電機的選型匹配，優化設計，競品分析，拆解分析等。開發至今，已被全球主要的整車生產企業、電機生產商、科研機構及高校等廣泛使用。
Motor-CAD集成化軟件包，可在選型、設計階段高效地對電機進行電磁和熱性能測試；軟件包括：電磁（EMag）、熱（Therm）、機械模塊（Mechanical）和虛擬實驗室（Lab）四個模塊，可在幾分鐘內精確評估電磁、熱和電磁振動噪聲特性。
本例以一臺48S8P永磁同步電機為例，對電機的電磁噪聲進行仿真分析。通過Motor-CAD中的Mechanical模塊對電機E-NVH進行仿真分析，為后續的降噪方案提供思路。下圖所示電機的Motor-CAD模型圖，內置式永磁同步電機，具體的結構參數設置在此不再贅述。
展開 汽車行業振動噪聲分析的六種方法
02 邊界元
主要用于噪聲分析。軟件工具有Virtual.Lab，屬于LMS旗下產品。
03 多體動力學
主要用于分析剛體動力學，剛柔耦合動力學等。軟件工具有ADAMS。
04 統計能量分析
主要用于分析中高頻噪聲振動。軟件工具有AutoSEA。
05 傳遞路徑分析（TPA）
主要用于分析各路徑的振動噪聲傳遞貢獻。需要進行數據測試和處理，LMS公司有TPA數據處理軟件產品。
06 模態綜合法
該方法用于根據子結構的振動特性得出總體結構的振動特性。
電動汽車驅動電機振動噪聲問題分析優化
（1）直流電機：早期在汽車上使用的驅動電機，它將直流電能轉換為機械能來驅動汽車行駛，其結構如圖 1 所示。但因為其轉速較低，逐漸不能滿足人們對高速度的需求，同時其可靠性低，維護起來較復雜，因此其在電動汽車上的應用逐漸減少。
（2）交流異步電機：結構簡單，穩定性高，通用性強，抗震性能好，與直流電動機相比，其效率更高，其結構如圖 2 所示，目前在大功率的電動汽車上使用較多 [4]。
（3）永磁式電機：分為兩類，一種是無刷直流，另一種是永磁同步。其結構簡單，功率因數高 [5]，運行效率高，振動噪聲小，永磁同步根據轉子磁路結構可以分為兩種，分別為內置式和表貼式，其結構如圖 3，圖 4 所示，目前被廣泛使用在電動汽車上，有較大的發展前景。
（4）開關磁阻電機：在現有的驅動電機中，擁有更加簡單的結構，其結構如圖 5所示。同時，可靠性高，控制策略簡單，效率高，成本低等優勢促進了它的發展。但是其噪聲和振動較大，目前在電動三輪車上使用較多。
3 驅動電機振動噪聲問題
3.1 驅動電機振動噪聲形勢
目前，整個電動汽車行業都面臨著驅動電機的振動噪聲挑戰。一方面，就傳統的內燃機汽車而言，主機廠對其擁有豐富的治理振動噪聲的經驗，但用驅動電機替代內燃機以后，不僅汽車行駛時的動力來源發生變化，而且電動汽車的傳動系統、振動噪聲的傳遞路徑和傳統內燃機汽車相比較也發生了變化，其傳動原理如圖 6 所示，這讓主機廠處理電動汽車驅動電機振動噪聲問題時比較棘手；另一方面，就傳統的電機而言，電機廠對其擁有豐富的治理振動噪聲的經驗，但是這些相關經驗并不能完全適用于處理用于驅動整車的驅動電機。
展開 汽車噪聲、振動與舒適性原因淺析
汽車噪聲、振動與舒適性原因淺析
噪聲、振動與舒適性，是衡量汽車制造質量的一個綜合性問題，它給汽車用戶的感受是最直接和最表面的。業界將噪聲、振動與舒適性的英文縮寫為NVH（Noise、Vibration、Harshness），統稱為車輛的NVH問題，它是國際汽車業各大整車制造企業和零部件企業關注的問題之一。有統計資料顯示，整車約有1/3的故障問題是和車輛的NVH問題有關系，而各大公司有近20%的研發費用消耗在解決車輛的NVH問題上。
對于汽車而言，NVH問題是處處存在的，根據問題產生的來源又可分為發動機NVH、車身NVH和底盤NVH三大部分，進一步還可細分為空氣動力NVH、空調系統NVH、道路行駛NVH、制動系統NVH等等。
NVH問題是系統性的。例如有些轎車行駛時車廂噪聲大，查源頭在發動機，那么這一個噪聲問題可能就涉及到三個部分，一個是發動本身的噪聲大，一個是發動機懸置部件減振效果差，一個是車廂前圍和地板隔音技術不好，是一個互相關連的系統問題。
當遇到車廂噪聲大時，人們一般考慮加強車廂隔音技術和材料，而對真正的噪聲發生源-發動機則是無能為力，這只能是“亡羊補牢”，無法從根本上解決問題。但如果運用NVH解決方案，就會涉及發動機、懸置及車架等，從根本上減少噪聲產生的來源。因此，NVH問題實質是汽車設計中要解決的問題，而不是汽車進入市場后要解決的問題。
汽車的發動機和車身都通過彈性元件支承在車橋和輪胎上，構成一個彈性振動系統，整個系統按照各總成部件又分成多個“彈性振動子系統”。當汽車因路面凸凹不平、發動機及傳動系抖動或車輪不平衡而受激振動時，各“彈性振動子系統”發生振動且互相關聯。
振動是噪聲產生的根源之一，行駛時振動大的車輛往往噪聲也大。
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