难搞的整车路噪仿真

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一一、路噪相关基础

图2在路面上行驶中的汽车

如汽车以一定的速度（如50kph)行驶在粗糙沥青路面时，感觉到明显的轰鸣，有时候这种感受（压耳感）非常难受，直接影响乘客的乘坐舒适性，甚至引起极大的厌烦。汽车路噪整体上讲是指在汽车行驶过程中，由于轮胎与路面之间不断的碰撞和摩擦等相互作用，对车内产生振动或噪声。从产生机理来看，一般分为结构噪声和空气噪声。

结构噪声是指路面激励通过轮胎、底盘悬架和车身结构在车内形成的中低频噪声。空气噪声是指轮胎与路面之间相互作用产生的噪声通过空气传入车内的中高频噪声。从频率特性来看，路噪分为低频路噪、中频路噪及高频路噪。

1）低频路噪一般频率为20~300Hz，主要是结构声传递，这是较常用的结构分析频率段。

2）中频路噪一般频率为300~500Hz，主要是结构声和空气声传递。

3）高频路噪一般频率为400~8000Hz，主要是空气声传递。

图3为路噪的主要频率分布，从图中可以看出，路噪的涉及频率非常宽广，从50Hz以下的低速轰鸣声到200Hz的高速轰鸣声，涵盖在人耳的可听声音频率范围内（20-20000Hz）。

图3路噪频率分布

空气声与结构声的区别在于传递路径的不同，空气声是指声源发出的声音直接向外辐射，在空气中进行传播，最后到达接受者的位置。结构声是指激励源激励结构振动，通过结构振动引起车内的结构振动或噪声。

图4 路噪的主要传递路径分析

由于汽车是一个复杂的系统，其路噪的影响因素非常多且广；从图4的路噪传递路径分析看，路噪与路面、轮胎、轮辋、悬架、车身、衬套、密封等系统或结构相关。从性能方面看，与轮胎或轮辋的刚度、轴头HUB及轴承的刚度、各系统的模态、安装点动刚度、安装点的传递函数、衬套刚度、隔振率、车身的刚度、车身局部板件的模态及局部刚度等相关。

二、路噪仿真如何开展

从路噪的产生机理来看，路噪能否通过仿真手段来解决，有没有好的解决路噪问题的方法？本文作者通过总结和梳理多年的整车NVH仿真及开发经验，总结出一套非常全面的路噪仿真开发解决方案，涉及路噪仿真方法的梳理、每一种仿真方法的保姆级教程以及不同的路噪优化方法和实战技巧。本文作者梳理的全网首套路噪仿真解决视频课程主要目录及内容整体见附页。

1、通过梳理和总结路噪仿真方法，如采用路面载荷谱（或VPG）加载，可以考虑轮胎结构的特性（如轮胎的模态、刚度、传递率等）。路面谱的建模方法及数据技巧，以及基于路面的整车路噪仿真建模及分析；采用基于路面谱的不同仿真方法的结果对比如图5所示，如通过将计算得到传递函数的模进行平方，然后再与路面PSD相乘，得到响应处的的PSD谱，再进行FFT转换，即可得到响应。

图5基于虚拟路面谱的两种路噪方法结果对比

2、基于轮心力的整车路噪仿真，可以暂时不考虑前期无法获得的复杂轮胎模型，也不用轮胎对进行建模、对标、降阶及转换。通过轮心力的分析同样可以得到所关注的整车路噪问题。同时也可以进行传递路径分析，找到关注问题频率的关键贡献，如路径、安装点刚度、传递函数等，如图6和图7所示。

图6基于轮心力的整车路噪仿真

图7基于轮心力的整车路噪传递路分析

3、基于Testlab的整车路噪仿真，可以快速的进行载荷识别及传递路径分析，通过传递路径分析，同样可以找到关注问题频率的关键贡献，如路径、安装点刚度、传递函数等，如图8所示。

图8基于Testlab的整车路噪建模及传递路径分析

当然路噪仿真方法有很多种，每一种都有自己相适应的解决方案和技巧，更多方法及技巧请关注本套课程。

三、路噪优化如何开展

1、路噪拓扑优化

在遇到路噪问题时，能否有优化方法进行快速的问题锁定和解决方案呢？当然有其盾必有其矛，同样有其矛必有其盾。路噪方法同样有很多种，如通过进行整车路噪的拓扑优化可以快速识别薄弱区域进而进行优化，如图9所示。

图9整车路噪拓扑优化分析结果及效果对比

2、路噪设计灵敏度优化

如在实际路噪中发现有很多问题是与隔振率有关，可以通过对衬套的刚度进行优化，进而快速对问题进行锁定，如通过设计灵敏度分析优化，得到某衬套的刚度结果如图10所示。通过优化后的衬套刚度为0.3733*560N/mm=209.048N/mm。同样可以对厚度进行快速的设计灵敏度优化。

注:目标纵坐标初始值为1.43938e-7/1e-9=143.938；优化后为1e-9*0.00345931=3.45931e-11，与优化后的响应曲线结果一致。

图10整车路噪衬套刚度优化结果

四、整车路噪仿真保姆级教程

《汽车NVH一本通》配套视频教程：汽车主机厂整车路噪仿真及优化实战应用41讲——全解汽车路噪工程仿真及优化技术，涵盖理论/路谱/建模方法及技巧/数据处理/优化方法及技巧/路噪仿真方法/噪声/ 优化策略技术。本课程理论与实际相结合，注重实际项目的实战，希望对仿真学习者有所帮助。以下是课程大纲。（注：本课程附学习模型和插件工具及几十G干货资料）

《双11特惠》汽车主机厂NVH整车路噪仿真及优化实战应用41讲（附学习模型和专用插件工具）

通过本套课程可以得到以下（不仅限）：

（1）掌握路噪产生的机理及原因；

（2）掌握整车路噪仿真分析的工作流程、注意事项及必备技能

（3）掌握国内主机厂路噪的仿真方法和标准规范

（4）掌握路面谱的程序建模方法和技巧

（5）掌握路面谱的数据转换方法和技巧

（6）掌握基于路面谱的路噪仿真方法、技巧和流程

（7）掌握实际路谱载荷的轮心力数据处理仿真方法、技巧和流程

（8）掌握实际路谱载荷路噪的不同传递路径仿真方法、技巧和流程

（9）掌握基于Testlab的路噪载荷识别方法和技巧

（10）掌握基于Testlab的路噪TPA建模方法和技巧

（11）掌握基于Virtulab的路噪分析方法和技巧

（12）掌握路噪仿真中模态、动刚度、隔振、NTF及ODS等相关基础理论

（13）掌握实际路谱载荷路噪拓扑建模技巧及分析流程

（14）掌握实际路谱载荷路噪设计灵敏度建模技巧及分析流程

（15）掌握及积累路噪实际问题的解决方法、流程和经验积累

（16）为订阅用户提供VIP群、课程资料、不定期加餐答疑、高薪内推和电子发票等服务。

注：购买课程的可以加入专属学习交流群，同时根据需要可提供相关的学习模型，提供的学习模型仅供购买者自己使用，需要整车学习模型的请联系作者本人。

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五、写在最后

汽车NVH（ Noise、Vibration、Harshness ）在行业里素有“汽车玄学”之称，其中路噪NVH更加玄，《汽车NVH一本通》配套视频教程：汽车主机厂整车路噪仿真及优化实战应用41讲——全解汽车路噪工程仿真及优化技术，涵盖理论/路谱/建模方法及技巧/数据处理/优化方法及技巧/路噪仿真方法/噪声/ 优化策略技术。本课程理论与实际相结合，注重实际项目的实战，希望对仿真学习者有所帮助。

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