車身NVH的案例
基于NVH性能的平臺車身優(yōu)化設(shè)計研究
【摘要】汽車NVH性能的高低是汽車舒適度的主要評判標準之一。汽車NVH工作又由CAE分析與實驗兩個部分組合，目前，國內(nèi)汽車企業(yè)對汽車NVH性能的提升以后期CAE優(yōu)化為主，存在工作重復(fù)、效率低、成本高等不足。文章提出了一種新的NVH性能優(yōu)化方法：將車身平臺化，采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法對平臺共用件進行優(yōu)化，確定一部分合適各種車型的平臺共用件，在開發(fā)新車時調(diào)用此平臺，確保了一定的車身NVH性能。文章采用了該方法對某車身平臺進行了優(yōu)化分析，新車型調(diào)用該平臺后，車身NVH性能的優(yōu)化的工作量大幅度減少。
【關(guān)鍵詞】車身NVH；車身平臺化；優(yōu)化分析
引言
近年來，國內(nèi)汽車行業(yè)的發(fā)展越發(fā)成熟，行業(yè)內(nèi)激烈的競爭與人民生活水平提高后對生活品質(zhì)的追求，促使車企對汽車乘坐的舒適度越來越重視。因此，對車身NVH性能的要求越要越高。NVH即N-Nosie噪聲、V-Vibration振動、H-Harshness聲振粗糙度，是一個評估汽車舒適度的標準。它不像其他汽車性能需要專業(yè)工程師用儀器做分析才能得到一個結(jié)果，它能直接反映給任何一位乘車人員。有研究表明，長期處于噪音環(huán)境下會對我們的心理有很大的不良影響，甚至影響人的聽力。這里的噪音不僅指人類可聽到的噪聲，它還包含一些低頻噪聲。除此之外，還有一些人體無法明確感受到的低頻震動，也會對車內(nèi)乘員造成不同的影響，如暈車、疲勞等。因此，車身NVH性能的優(yōu)化在今后的車身開發(fā)中會愈發(fā)重要。
由于具有國內(nèi)NVH技術(shù)還不成熟，在車身前期開發(fā)的時候不能把控NVH性能，只能在后期通過優(yōu)化車身結(jié)構(gòu)提升車身固有的自然模態(tài)，防止聲固耦合模態(tài)與激勵頻率一致造成巨大噪聲。除此之外，還要對車身關(guān)鍵點的動剛度優(yōu)化分析、TB模型的模態(tài)優(yōu)化分析等進行提升。
展開 汽車NVH仿真分析之CAE
汽車舒適度決定著對客戶的體驗和購買行為，對動力系統(tǒng)NVH、車身NVH、底盤NVH三大部分的CAE仿真分析，能幫助汽車行業(yè)客戶有效降低NVH,提高汽車產(chǎn)品的市場競爭力。
轉(zhuǎn)載，CAE在汽車車身NVH設(shè)計及優(yōu)化中的應(yīng)用
文章來自CAE技術(shù)聯(lián)盟
本文闡述了在轎車開發(fā)過程中，如何應(yīng)用CAE分析技術(shù)提高整車的NVH性能，并運用CAE技術(shù)對某轎車進行了結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計。基于數(shù)模建立有限元模型后，用CDH/AMLS軟件結(jié)合NASTRAN軟件計算了車體及車室內(nèi)流體固有模態(tài)，運用流固耦合技術(shù)獲得激勵下的車體振動及車室內(nèi)聲學特性結(jié)果，用CDH/VAO軟件對車身結(jié)構(gòu)不合理之處進行了優(yōu)化，實現(xiàn)了滿足目標要求的NVH性能。
相對于CAE在車身強度、剛度領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，NVH的CAE技術(shù)在中國起步比較晚，NVH的建模方法以及計算方法還處于摸索階段。但隨著計算機的能力及容量的越來越強大，軟件技術(shù)的成熟，計算結(jié)果的精度越來越高，計算方法越來越科學，CAE在汽車的NVH開發(fā)設(shè)計當中所發(fā)揮的作用也越來越大。在汽車開發(fā)設(shè)計的初期，就已經(jīng)開始了NVH的各項規(guī)劃，甚至在樣車完成之前或設(shè)計圖紙完成之前，通過對現(xiàn)有車型的對比，就可以預(yù)先得到新開發(fā)車型的NVH性能指標，并在此基礎(chǔ)上，對設(shè)計的各個環(huán)節(jié)加以優(yōu)化及完善。無論是從設(shè)計成本上，還是從開發(fā)周期上考慮，都為車廠更快、更好地開發(fā)出新一代車型來提供了強有力的保障。可以預(yù)測，NVH的CAE技術(shù)，在汽車設(shè)計開發(fā)及改進領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用會越來越廣泛，而其本身也會越來越成熟，成為人們進行汽車設(shè)計開發(fā)所不可或缺的工具[1,3]。
對白車身進行模態(tài)分析，求得結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型，從而了解結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性。獲得車身的模態(tài)有試驗和有限元計算兩種方法。而在樣車制造出來這前，有限元法是最常用的一種方法，根據(jù)目前成熟的軟件以及對材料物理特性知識的掌握，利用有限元法計算得到的車身模態(tài)值，與試驗測試結(jié)果相比，可以控制5%的誤差范圍內(nèi)[1]。我們采用NASTRAN軟件配合CDH/AMLS軟件，后者可以在保證精度的前提下加速模態(tài)計算[2]。
展開 NVH仿真教程-車身原點動剛度分析與后處理
對于右邊的動剛度曲線圖，當其低于1KN/mm水平線表示動剛度不滿足工程要求，需要優(yōu)化，當其高于10KN/mm低于100KN/mm水平線時，可以認為動剛度值足夠抵御外界的振動激勵，當其高于100KN/mm時可認為外界的激勵對車身的輸入無影響。
IPI曲線與動剛度曲線
來源：汽車NVH仿真
汽車NVH性能評估技術(shù)：主觀評估全解析（一）
Structure-borne：
動力總成在懸置位子傳遞的振動
排氣系統(tǒng)在吊掛位子傳遞的振動
各車軸在連接置位子傳遞的振動
底盤懸掛位子傳遞的振動
Air-borne：
發(fā)動機的輻射噪聲
發(fā)動機上各種附件的輻射噪聲
發(fā)動機的進氣口噪聲和排氣口噪聲
進氣和排氣系統(tǒng)殼體表面輻射噪聲
輪胎在路面上的輻射噪聲
汽車振動噪聲的傳遞和控制：
NVH和聲品質(zhì)：好的聲品質(zhì)是通過平衡各種自然產(chǎn)生的噪音來實現(xiàn)的。好的聲品質(zhì)可以表明車子是在正常運作并給人以愉悅的感受，聲品質(zhì)是客戶購買車輛的一個重要參數(shù)，對聲品質(zhì)的要求不是靜態(tài)的，它像時裝一樣會隨時間而變的。
NVH車身結(jié)構(gòu)和車身振動模態(tài)：車身NVH主要是跟結(jié)構(gòu)共振模態(tài)相關(guān)。結(jié)構(gòu)振動模態(tài)儲藏能量，由于共振而放大輸入的激振力產(chǎn)生NVH問題。從結(jié)構(gòu)的角度來講，就是如何設(shè)計出最佳共振參數(shù)的車身，以符合模態(tài)匹配及剛度分配。
NVH力及模態(tài)頻率匹配：在研究NVH問題時，對于車身而言，重要的是避免輸入載荷力的頻譜峰值與汽車車身的主要共振頻率對上號。不然，就會引起諸如車內(nèi)抖動、轟鳴等一系列的振動噪聲問題。
NVH效益和成本：NVH設(shè)計目的是為降低車輛上常發(fā)生的噪音和振動。NVH設(shè)計常會增加設(shè)計和制造成本，這就要看客戶愿不愿意付這額外的錢來獲得好的振動噪聲性能產(chǎn)品，這是一個需要平衡的過程。
展開 整車鈑金件焊接中一種比較常用的焊接方式——acm詳解
本文主要介紹HyperWorks 軟件中Connector 模塊在整車焊接中的應(yīng)用，
利用焊點信息自動完成白車身NVH 模型中ACM焊接，以及快速轉(zhuǎn)化為碰撞模型中MAT100
焊接。
Connector在整車焊接中的應(yīng)用--李維.pdf
整車鈑金件焊接中一種比較常用的焊接方式——acm詳解
本文主要介紹HyperWorks 軟件中Connector 模塊在整車焊接中的應(yīng)用，
利用焊點信息自動完成白車身NVH 模型中ACM焊接，以及快速轉(zhuǎn)化為碰撞模型中MAT100
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Connector在整車焊接中的應(yīng)用--李維.pdf
某大型車企內(nèi)部資料---汽車NVH設(shè)計指南 ￥15
第一部分 車身NVH設(shè)計指南
第一章 車身阻尼系統(tǒng)設(shè)計
第二章 門洞系統(tǒng)設(shè)計指南
第三章 車身內(nèi)飾件設(shè)計指南
第二部分 動力總成NVH設(shè)計指南
第五章 汽車懸置系統(tǒng)NVH設(shè)計指南
第六章 汽車排氣系統(tǒng)NVH設(shè)計指南
第七章 汽車進氣系統(tǒng)NVH設(shè)計指南
第三部分 底盤NVH設(shè)計指南
第八章 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)NVH設(shè)計指南
第九章 傳動軸設(shè)計指南
第十章 離合器設(shè)計指南
懂得都懂 不逼逼
基于Hyperworks汽車聲腔模態(tài)分析 ￥12
在車身NVH設(shè)計階段，對車室聲腔進行模態(tài)分析不僅可以掌握車內(nèi)空腔的聲學模態(tài)頻率和模態(tài)振型，從而更好地在設(shè)計過程中避免車身結(jié)構(gòu)振動導致的車內(nèi)共鳴噪聲，合理布置及優(yōu)化車內(nèi)聲學特性，以此同時還可以掌握空腔聲場的聲壓分布情況，為預(yù)測并分析動態(tài)聲學響應(yīng)做好前期準備。
前處理：Hypermesh 14.0（optistruct/radioss）
求解器：optistruct/radioss
后處理：Hyperview 14.0
聲腔模態(tài)陣型圖
汽車NVH特性研究在改進乘坐舒適性中的應(yīng)用
一般來說整車NVH可細分為以下部分：
降低NVH的主要措施：
① 降低NVH源頭處輸入的力
② 提供隔離措施
③ 對車輛進行模塊化管理
④ 節(jié)點安裝到位以及動態(tài)減震等
有限元科技在為客戶進行的CAE分析項目中，進排氣系統(tǒng)是汽車噪聲的重要來源，采用Abaqus完全活順序聲固耦合分析，可以得到其中的聲壓分布，為發(fā)動機的降噪設(shè)計提供依據(jù)。
降低NVH不只是噪聲或振動的問題，是一個系統(tǒng)性的問題。例如汽車行駛時車廂噪聲大，查源頭在發(fā)動機，而這個噪聲問題可能就涉及到三個部分，一個是發(fā)動本身的噪聲大，一個是發(fā)動機懸置部件減振效果差，一個是車身前圍和地板隔音技術(shù)不好。
汽車舒適度決定著對客戶的體驗和購買行為，對動力系統(tǒng)NVH、車身NVH、底盤NVH三大部分的CAE仿真分析，能幫助汽車行業(yè)客戶有效提高產(chǎn)品的市場競爭力。
展開 汽車噪聲、振動與舒適性原因淺析
業(yè)界將噪聲、振動與舒適性的英文縮寫為NVH（Noise、Vibration、Harshness），統(tǒng)稱為車輛的NVH問題，它是國際汽車業(yè)各大整車制造企業(yè)和零部件企業(yè)關(guān)注的問題之一。有統(tǒng)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(guān)系，而各大公司有近20%的研發(fā)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(jù)問題產(chǎn)生的來源又可分為發(fā)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(diào)系統(tǒng)NVH、道路行駛NVH、制動系統(tǒng)NVH等等。
NVH問題是系統(tǒng)性的。例如有些轎車行駛時車廂噪聲大，查源頭在發(fā)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(fā)動本身的噪聲大，一個是發(fā)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(shù)不好，是一個互相關(guān)連的系統(tǒng)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(shù)和材料，而對真正的噪聲發(fā)生源-發(fā)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(fā)動機、懸置及車架等，從根本上減少噪聲產(chǎn)生的來源。因此，NVH問題實質(zhì)是汽車設(shè)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(fā)動機和車身都通過彈性元件支承在車橋和輪胎上，構(gòu)成一個彈性振動系統(tǒng)，整個系統(tǒng)按照各總成部件又分成多個“彈性振動子系統(tǒng)”。當汽車因路面凸凹不平、發(fā)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(tǒng)”發(fā)生振動且互相關(guān)聯(lián)。
振動是噪聲產(chǎn)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(yīng)該考慮到整車其他方面的問題，例如要考慮到車身、發(fā)動機、輪胎、彈性支承等諸方面。
汽車NVH問題也涉及到零部件生產(chǎn)企業(yè)。
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汽車噪聲、振動與舒適性原因淺析
業(yè)界將噪聲、振動與舒適性的英文縮寫為NVH（Noise、Vibration、Harshness），統(tǒng)稱為車輛的NVH問題，它是國際汽車業(yè)各大整車制造企業(yè)和零部件企業(yè)關(guān)注的問題之一。有統(tǒng)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(guān)系，而各大公司有近20%的研發(fā)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(jù)問題產(chǎn)生的來源又可分為發(fā)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(diào)系統(tǒng)NVH、道路行駛NVH、制動系統(tǒng)NVH等等。
NVH問題是系統(tǒng)性的。例如有些轎車行駛時車廂噪聲大，查源頭在發(fā)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(fā)動本身的噪聲大，一個是發(fā)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(shù)不好，是一個互相關(guān)連的系統(tǒng)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(shù)和材料，而對真正的噪聲發(fā)生源-發(fā)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(fā)動機、懸置及車架等，從根本上減少噪聲產(chǎn)生的來源。因此，NVH問題實質(zhì)是汽車設(shè)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(fā)動機和車身都通過彈性元件支承在車橋和輪胎上，構(gòu)成一個彈性振動系統(tǒng)，整個系統(tǒng)按照各總成部件又分成多個“彈性振動子系統(tǒng)”。當汽車因路面凸凹不平、發(fā)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(tǒng)”發(fā)生振動且互相關(guān)聯(lián)。
振動是噪聲產(chǎn)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(yīng)該考慮到整車其他方面的問題，例如要考慮到車身、發(fā)動機、輪胎、彈性支承等諸方面。
汽車NVH問題也涉及到零部件生產(chǎn)企業(yè)。
展開 汽車噪聲、振動與舒適性原因淺析
業(yè)界將噪聲、振動與舒適性的英文縮寫為NVH（Noise、Vibration、Harshness），統(tǒng)稱為車輛的NVH問題，它是國際汽車業(yè)各大整車制造企業(yè)和零部件企業(yè)關(guān)注的問題之一。有統(tǒng)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(guān)系，而各大公司有近20%的研發(fā)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(jù)問題產(chǎn)生的來源又可分為發(fā)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(diào)系統(tǒng)NVH、道路行駛NVH、制動系統(tǒng)NVH等等。
NVH問題是系統(tǒng)性的。例如有些轎車行駛時車廂噪聲大，查源頭在發(fā)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(fā)動本身的噪聲大，一個是發(fā)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(shù)不好，是一個互相關(guān)連的系統(tǒng)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(shù)和材料，而對真正的噪聲發(fā)生源-發(fā)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(fā)動機、懸置及車架等，從根本上減少噪聲產(chǎn)生的來源。因此，NVH問題實質(zhì)是汽車設(shè)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(fā)動機和車身都通過彈性元件支承在車橋和輪胎上，構(gòu)成一個彈性振動系統(tǒng)，整個系統(tǒng)按照各總成部件又分成多個“彈性振動子系統(tǒng)”。當汽車因路面凸凹不平、發(fā)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(tǒng)”發(fā)生振動且互相關(guān)聯(lián)。
振動是噪聲產(chǎn)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(yīng)該考慮到整車其他方面的問題，例如要考慮到車身、發(fā)動機、輪胎、彈性支承等諸方面。
汽車NVH問題也涉及到零部件生產(chǎn)企業(yè)。
展開 CAE技術(shù)為汽車產(chǎn)品設(shè)計保駕護航~
CAE技術(shù)不僅在整車開發(fā)各個階段發(fā)揮作用，在汽車行業(yè)的應(yīng)用從最初的線彈性部件分析到汽車結(jié)構(gòu)中大量的非線性問題分析，到現(xiàn)在汽車疲勞壽命分析、NVH分析、碰撞模擬等，CAE分析幾乎涵蓋了汽車性能的方方面面。
01
剛強度分析
車架和車身是汽車結(jié)構(gòu)中最為復(fù)雜的受力部件，其強度和剛度分析對整個汽車的承載能力和抗變形能力至關(guān)重要。此外，基于強度和剛度分析的車架和車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化對整車的輕量化從而提高經(jīng)濟性和動力性也有很大作用。
02
外流場分析
汽車外流場分析主要解決汽車在高速行駛時的空氣阻力，優(yōu)秀的汽車流場設(shè)計能降低汽車阻力，適當增加汽車的地面附著力，不管是為了安全還是燃油效率，都是十分必要的。
03
機構(gòu)運動分析
機構(gòu)運動分析就是根據(jù)原動件的已知運動規(guī)律，求該機構(gòu)其他構(gòu)件上某些點的位移、軌跡、速度和加速度，以及這些構(gòu)件的角位移、角速度和角加速度，了解從動件的速度變化規(guī)律能否滿足工作要求。主要解決汽車的操作穩(wěn)定性及平順性問題。
04
NVH分析
所謂NVH就是噪聲、振動與聲振粗糙度，好的NVH設(shè)計，會讓車內(nèi)的人感覺到更平穩(wěn)，更安靜，更舒服。NVH分析包括白車身NVH、發(fā)動機NVH、動力總成的懸置系統(tǒng)NVH、進排氣系統(tǒng)NVH、路面-輪胎-懸架系統(tǒng)的NVH、傳動系統(tǒng)NVH、整車NVH等。
展開 設(shè)計仿真 | 海克斯康亮相第二十屆汽車NVH控制技術(shù)研討會
INVITE
海克斯康亮相第二十屆汽車NVH控制技術(shù)研討會
助力汽車行業(yè)NVH性能優(yōu)化
9月4日至5日，由中汽研（天津）和中國汽車工程學會振動噪聲分會主辦的第二十屆汽車NVH控制技術(shù)研討會在揚州圓滿落幕。論壇匯集了各大整車廠商、汽車供應(yīng)鏈企業(yè)和高等院校的多位專家和領(lǐng)導。本屆會議以“智能聲振·創(chuàng)見NVH未來”為核心主題，采用大會演講、專場研討、標準預(yù)研、沙龍交流、沉浸式新技術(shù)路演以及Back Business Communication等多元化交流形式全方位展示NVH控制技術(shù)的最新動態(tài)。會議共同分享最新研究成果、行業(yè)發(fā)展趨勢及前沿技術(shù)。
海克斯康作為受邀企業(yè)參加，來自海克斯康工業(yè)軟件事業(yè)群的聲學專家白玉儒帶來了題為《車輛NVH性能和音響聲振耦合仿真解決方案》的主旨演講，現(xiàn)場展示了海克斯康設(shè)計與工程仿真軟件在汽車NVH領(lǐng)域的整體解決方案，為汽車行業(yè)駕乘舒適性系統(tǒng)的發(fā)展提供了強有力的支持。
面向國內(nèi)飛速發(fā)展的汽車行業(yè)，海克斯康工業(yè)軟件提供了針對車身NVH性能一站式的仿真及優(yōu)化方案。可以幫助企業(yè)實現(xiàn)整車全頻段聲學包的開發(fā)，主動行人警示音系統(tǒng)以及通過噪聲的設(shè)計，車身、車門等附件模態(tài)分析和優(yōu)化，基于仿真的路面不平順引起的車內(nèi)噪聲一體式分析以及動力總成的NVH設(shè)計和聲學封裝優(yōu)化；特別是針對車內(nèi)NVH的全頻段仿真，海克斯康仿真方案可以基于一套Nastran有限元模型，實現(xiàn)有限元方法、虛擬統(tǒng)計能量方法的自動建模和分析，實現(xiàn)仿真結(jié)果從低頻到高頻準確過渡。音響在整車集成環(huán)境下的結(jié)構(gòu)、腔體共振仿真方案也為車內(nèi)音響娛樂系統(tǒng)的聲場和NVH性能預(yù)測提供了一種新的模擬思路。自上個世紀90年代進入中國，MSC工程技術(shù)人員一直為廣大OEM、零部件提供技術(shù)培訓與咨詢服務(wù)，行業(yè)背景深厚。
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