NTF技术在车辆NVH性能开发中的应用

介绍NTF(Noise Transfer Function)分析在设计开发阶段和试验验证阶段的应用,重点包括目标值设定方法、仿真模型搭建方法、模型精度提高方法、仿真优化步骤、试验测量方法.提出优化仿真NTF曲线峰值的PSA(Panel Structure Acoustics)方法;运用此方法快速定位导致NTF曲线峰值的问题板件及变形模式,有针对性地对其优化设计,给出PSA法在设计阶段和试验验证阶段使用案例,验证其有效性.

基于MSC Nastran的后视镜模态频率优化

为解决试验车搓板路试验中外后视镜垂向抖动问题,建立外后视镜有限模型,对该有限元模型与实物动力学一致性进行验证,证实有限元模型可用,将后视镜有限元模型装配在车门进行模态分析,找到垂向抖动原因,采用应变能法识别出设计弱点,对弱点进行优化,最终解决后视镜抖动问题.

等效辐射声功率在汽车NVH开发中的应用

以3种典型的国产轿车为例,分析归纳等效辐射声功率(ERP)的峰值与噪声传递函数(NTF)的峰值的一致性.分析了驾驶员右耳及右后乘客左耳的声压级,统计引起声压级未达标的激励源,在相同激励源作用下统计分析了各车型关键板件的ERP,结果表明在同频率下未达标激励源的50%,以上NTF超标峰值与某些板件ERP峰值一致.提出ERP目标值,根据模态进行结构优化,可使得ERP和NTF指标同时满足要求.在汽车NVH开发前期采用本文方法,可在白车身分析阶段及时发现问题,从而缩短开发时间.

整车路噪仿真及优化技术应用

系统介绍整车道路噪声仿真及优化技术在车辆设计开发阶段的应用,包括路噪目标值设定方法、高精度整车模型搭建、逆矩阵法计算6自由度载荷、整车路噪仿真、路噪问题诊断FS方法、路噪优化案例。提出系统诊断路噪问题的“FS”方法,运用此方法可系统地对路噪问题分析诊断,快速定位问题点。给出“FS”法在某车型路噪问题诊断案例,验证其有效性。

车身壁板自由阻尼层稳健性优化设计

在车身壁板自由阻尼层的优化设计中,提出了考虑阻尼材料参数不确定性波动的稳健性优化设计方法。首先,在车身防火墙、地板和顶棚等区域全敷阻尼材料;其次,以等效辐射声功率(ERP)为优化目标对阻尼层布局进行拓扑优化并验证优化效果;最后,以阻尼层厚度为随机设计变量,损耗因子和弹性模量为随机变量,质量最小为优化目标,并结合径向基函数(RBF)近似模型、蒙特卡洛模拟(MCS)和序列二次规划算法(SQP)对阻尼层进行6σ稳健性优化设计。结果表明,优化后车身自由阻尼层的总质量减少了50.45%,并且车身结构噪声性能达到了6σ质量水平,实现了保证车身轻量化要求下的阻尼层稳健性优化的目标。

炭纤维复合材料应用于汽车后背门的设计与优化

以某SUV纯电动汽车的后背门为研究对象,利用有限元优化设计方法,以T300牌号炭纤维复合材料代替钢对汽车后背门进行轻量化的重新设计,通过自由尺寸优化、尺寸优化和铺层次序优化三个阶段对后背门炭纤维复合材料的铺层进行优化,并对优化后的炭纤维后背门各项性能参数进行分析。结果表明,相对于原钢制后背门,优化后的炭纤维后背门的扭转刚度、弯曲刚度、侧向刚度、扭转模态频率和弯曲模态频率等性能指标均得到不同程度的提升,且质量由原来的16.70kg降至8.32kg,减重率达到50.2%,轻量化效果明显。

车门结构多目标轻量化研究

针对现有结构多目标轻量化设计采用单一变量(如板件厚度为优化变量)的不足,将网格变形技术创建的形状变量引入到了车门结构多目标轻量化设计中,建立了以板件厚度与车门结构形状同时作为设计变量的参数化有限元模型。对该车门进行了动态试验测试,验证了有限元模型及计算结果的可靠性;考虑到该车门一阶频率过低的问题,将一阶频率最大、车门质量最小作为优化目标,垂向刚度、窗框刚度为约束,进行了试验设计(DOE),通过Kriging函数模型拟合了要优化的目标及约束,经过精度校验,验证了该近似函数模型符合精度要求;最后利用多目标遗传算法进行了寻优计算。研究结果表明:在垂向刚度、窗框刚度满足约束值的情况下,车门质量最终降低2.84 kg(减重达13%),一阶频率提高了25.8 Hz。

基于接头刚度灵敏度分析的白车身结构优化

利用MSC Nastran的灵敏度分析功能,以材料的弹性模量为变量,提出一种车身薄弱接头的识别方法,快速找出车身薄弱区域.参照灵敏分析结果,对白车身结构进行优化,提升其结构性能,验证该方法的有效性.

基于双目标优化的某转向系统轻量化设计

基于某国产纯电动汽车转向系统的有限元模型,分析其模态频率是否满足企业大于等于35 Hz的设计要求.针对与目标值相差较大的垂向模态,同时考虑到纯电动汽车的轻量化,对其转向系统分为两个阶段进行优化.第一阶段通过引入模态应变能分析法并结合工程经验提出了优化方案,虽然横向模态满足了目标要求,但质量增加了4.6%(5.54 kg)且垂向模态不满足要求.第二阶段采用正交实验设计和最优拉丁超立方实验设计相结合的方法,构建了径向基函数神经网络模型,采用多目标遗传算法对转向系统的尺寸进行优化.最终优化后的转向系统垂向模态频率由21.9 Hz提升至35.4 Hz,质量仅增加了1.9%(2.27 kg),在实现转向系统模态优化目标的同时,还尽量减少了增重(减少增重2.7%),实现了转向系统的模态和质量的双目标优化.

基于AIWF-IL评价方法的汽车声学包性能优化

文章通过优化汽车防火墙隔音垫声学性能,有效提升了车内声品质。首先建立了防火墙的统计能量分析(SEA)模型,通过隔音垫仿真数据与插入损失(IL)实验数据的比较,验证了防火墙SEA模型的准确性。然后提出一种声学包性能评价指标,通过建立近似模型的优化方法,对隔音垫声学包性能进行优化。优化后,防火墙的AIWF-IL数值提升了20.9%,驾驶员头部腔到发动机腔的ATF平均降低1.5dB,驾驶员头部声腔的语音清晰度提升1%。

柔接后副车架NVH特性研究与管控方法

基于某柔接后副车架车型,使用仿真分析方法,研究后副车架相关参数对NVH性能的影响,并提出管控方法。根据柔接后副车架的结构特性,确定关键参数是橡胶衬套动刚度值、主被动侧结构动刚度值。根据NVH最关心的整车级分析工况以及传递函数理论,推断出进行安装点传递力分析是较合理的分析工况。归纳统计分析结果,发现衬套动刚度越低,主被动侧结构动刚度越高对NVH越有利,不过这无法对后副车架进行管控,各项参数不能无限制地调高或调低。在此同时,依据隔振率理论,发现这三项参数变化规律与隔振率一致,故使用隔振率管控,在实车的开发中隔振率高于目标值即可保证较好的NVH性能。

纯电动车(EV)设计阶段NVH开发综述

本文介绍了EV车型相对于ICE车型在设计阶段NVH差异、易发生的NVH问题及对策。讲解了EV在开发过程中驱动系统、车身系统的开发特点,声学包、异响的开发思路以及轻量化和底盘系统开发的一些方法,为EV的开发提供参考和借鉴。

路噪结构声和车身整体模态关系研究

本文结合路噪有限元模型和试验设计(DOE)方法研究了路噪结构声和车身整体模态频率的关系。通过改变路噪模型钣金件弹性模量得到车身弯曲模态频率、扭转模态频率路噪结构声并将其作为样本点,通过样本点拟合得到各因素之间的关系及经验公式。平台车型路噪开发时可利用此经验公式将路噪结构声指标分解到车身整体模态频率。

乘用车驱动半轴弯曲共振预防开发

本文介绍了ICE乘用车驱动半轴上限激振频率、半轴模态分析边界简化方法和弯曲模态频率要求,给出了三种半轴弯曲振动优化设计方法,最后提供了某车型半轴弯曲振动开发实例,案例中确定了半轴吸振器关键参数,并通过仿真手段验证了半轴吸振器安装效果,降低了半轴弯曲共振影响。

车门密封条分段线性刚度等效方法及应用

本文提出了车门系统密封条分段线性等效方法并应用于车门系统模态预测。该方法先基于密封条材料单轴拉伸试验数据对本构模型进行辨识,然后通过有限元法计算车门关闭状态密封条各位置压缩量,将整圈密封条按照一定间隔分段并将每段等效成一个线性弹簧,结合每段密封条压缩量、CLD(Compression Load Deflection,压缩载荷变形)特性及线性刚度等效算法得到弹簧单元线性刚度,最后利用此刚度进行车门模态预测,结果表明此方法将频率累计误差降低5 Hz,MAC(Modal Assurance Criteria,模态置信准则)累计误差降低0.53。