整车动态密封开发与控制策略（上）
整车风噪开发中由车身密封引起的泄漏噪声是影响车内风噪的关键因素，在中高频段对车内噪声影响大于形状噪声，直接决定整车风噪的水平。车身密封分为静态密封和动态密封，静态密封主要针对功能开孔、老鼠洞、钣金搭接和空腔隔断填充等问题；动态密封主要指风激励引发车身开闭件（车门、门框）产生变形或位移导致密封失效。通常由动态密封引起的气动噪声比静态密封大的多，是泄漏噪声的主要噪声源和车外噪声传入车内的主要路径。
图 1 车内噪声频谱
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泄漏噪声产生机理
1、车身外部非稳态气流在密封条和车身缝隙处产生质量或体积流，形成单子噪声，可直接传到车内。形成的质量流在流过最小缝隙时分离，在与车身接触的不同位置产生局部脉动压力，形成偶极子声源传到车内。同时气流中自由湍流会产生四极子声源（图a）。
2、车内外压差的影响导致车内气流朝车外流动，与车外气流碰撞，增大车外流场湍流，从而增大外部缝隙处噪声级（图b）。
3、车外湍流噪声直接通过密封间隙传播到车内，没有任何传递损失。
图 2 泄漏噪声产生机理
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动态密封开发策略
车身密封开发工作主要集中在产品设计阶段，与密封策略、零部件设计（固定窗、后视镜、分割饰板、水切等）以及各零部件之间的搭接质量息息相关。
图 3 动态密封开发流程
动态密封开发有三种方法：
动态密封数模检查（DMU）
仿真分析
试验测试
在产品设计阶段可以通过DMU检查并结合仿真分析对动态密封性能进行控制，产品验证阶段往往通过试验排查问题，结合DMU检查和仿真分析制定整改方案。
2.1 动态密封数模检查
密封条DMU检查对整车风噪来说至关重要，DMU检查主要贡献有以下3点：
（1）控制泄露噪声
车辆高速行驶时，车内外压差力会导致车门变形，密封条有失效风险。检查密封条动态干涉量，保证车在高速行驶条件下，不会因密封失效产生泄漏。
（2）消除空腔噪声
乘员舱的钣金上存在大量的空腔，气流的来回窜动会引起强烈的空腔噪声。一方面需要封闭空腔，防止空腔与空气连通，另一方面需要采用泡棉将空腔填满，从两方面消除空腔噪声。
（3）防止啸叫声
数模上的小台阶，小缝隙的存在会导致啸叫声，通过数模检查，防止出现啸叫声。
图4 DMU检查内容
懿朵科技通过自主开发的动态密封检查软件EDMU，针对风噪关键部件和区域进行检查，通过选择不同车型选择自动匹配检查项，实时判定和统计检查结果，并给出推荐值，同时自动生成检查报告，能极大提高动态密封检查工作效率。
图 5 EMDU软件界面和操作流程
2.2 仿真分析
动态密封仿真 主要包括三部分内容：
1）流场分析——车身外表面载荷分布，通道内流场分布等；
2）结构分析——车身、车门动态变形分析；密封条动态变形分析等；
3）声学包分析——密封条隔声性能分析，开闭件隔声分析，局部隔声量和传函分析等。
图 6动态密封仿真
车门动态变形可通过如下技术路线实施，通过外流场分析获得车门表面压力，将压力加载到车门有限元模型上，进行静力学计算获得车门变形量。
图 7 车门动态变形技术路线
密封条变形分析前需要对材料进行相关力学试验，获得材料本构参数作为输入，压荷计算可在非线性有限元分析软件（Marc，ABAQUS等）中完成。得到密封条变形模型后可以对密封条进行隔声量计算与优化。懿朵开发了密封条隔声量分析软件，方便快速进行密封条隔声量分析和优化。
图 8 密封条变形分析技术路线
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总结
车身密封是保证整车风噪水平的关键一环，密封开发保证整车静态密封是基础，控制动态密封是关键，好的气密性并不代表有着好的声密性，关注密封的同时提高密封件自身隔声量对提高车内风噪水平有着重要意义。文章针对动态密封开发介绍了泄漏噪声产生机理，动态密封开发策略，动态密封检查和仿真分析方法。
在下篇文章中我们将重点介绍动态密封开发中零部件和整车相关试验，同时将通过实际案例介绍常见动态密封控制方法。
