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汽车NVH仿真的主要内容

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本文摘要(由AI生成):

本文介绍了汽车NVH(噪声、振动与声振粗糙度)仿真的重要性和详细过程。文中详细划分了NVH仿真的频率段,包括超低频、低频、中频和高频,并说明了每个频段的主要分析内容。NVH仿真 主要涵盖结构NVH和声学NVH两个方面,强调了结构NVH作为其他性能开发基础的重要性。此外,文章还列举了NVH仿真包括的分析内容、主要应用软件及资源,以及目标或参考值的来源。最后强调,一个产品具有竞争力的NVH性能,离不开经验丰富的开发人员、合理的目标值、充分的分析考察条目、良好的工艺及制造能力等多方面的支持。


 NVH( Noise、Vibration、Harshness )是衡量汽车制造质量的一个综合性问题,它给汽车用户的感受是最直接的。有统计资料显示,整车约有1/3的故障问题是和汽车的NVH问题有关系,而各大汽车企业有近20%的研发费用花费在解决汽车的NVH问题上。在汽车NVH开发过程中,仿真是其中非常重要的一部分,可以在前期进行性能分析和改善,在后期可提供方向指导和建议参考。


NVH的重要性

NVH对顾客非常重要:NVH的好坏是顾客购买汽车的一个非常重要的因素;

NVH影响顾客的满意度:在所有顾客不满足的问题中,约有1/3是与NVH有关;

NVH影响到售后服务:约1/5的售后服务与NVH有关。

NVH涉及的范围

NVH涉及面非常广:在所有动态性能领域(NVH、碰撞安全、操稳、经济性等)中,NVH是涉及面最广的领域。

1、车身

2、电机、变速器等动力系统

3、底盘及悬架

4、内饰系统

5、电子电器

6、……

决定NVH开发的因素



NVH开发是一个目标制定-分解-验证的过程

Benchmark分析

——数据库数据

——竞争车的比较测试与分析(主观与客观)

目标设定

——确定市场及竞争目标

——考虑成本、重量、与其他系统之间的平衡

——确定目标

目标分解

设计认证



CAE在NVH开发中的地位



1、CAE是NVH开发中重要的一环,特别是数字样机阶段,能预测设计缺陷及缩短开发周期等;

2、在实车调校阶段,能协助支持实车问题并提供相应方案。




汽车NVH仿真频率段


1、超低频段:2-50Hz,如悬架模态分析、座椅安装点静刚度分析、VTF分析等;
2、低频段:20-200Hz,如模态分析、阻尼分析、接附点动刚度分析、NTF分析等;
3、中频段:100-1000Hz,如正碰、侧碰传感器安装点动刚度分析、ECU安装点动刚度分析、零部件及关系子系统隔声性能分析(如防火墙);
4、高频段:400-8000Hz,如零部件及关系子系统隔声性能分析、整车声学包性能分析及优化、整车内外声场分析等。

汽车NVH仿真的主要内容


       从整体上可分为:结构NVH及声学NVH仿真。

     在当前结构NVH仿真在汽车CAE开发中仍占有较大比重,结构NVH是基础,是其他性能开发的基础,如车身接附点动刚度没做好,去做声学包仿真,感觉有点不合适;首先基础的结构NVH性能必须做到位,然后再去做声学包等之类提升整车性能及品质的仿真分析优化。

      结构NVH仿真在各大企业都有不同的定义,不管是分析条目还是考察指标。


NVH仿真通常包括以下内容


1、竞品车 NVH分析;

2、目标定义(根据竞品车和相近车型);

3、开发车型NVH分析及优化(包括开发的前期各阶段);

4、开发车型的试验相关性及模型标定;

5、实车问题跟踪及解决方案;

结构NVH分析包括以下分析(不限于):

(1)车身骨架系统


车身模态分析、车身弯曲刚度分析、车身扭转刚度分析、车身接附点动刚度分析(包括底盘安装点及附件安装点)、车身钣金灵敏度分析、车身阻尼片布置分析、车身局部安装点静刚度分析(如座椅及安全带卷收器)等;
(2)底盘系统
转向系统模态分析、动力传动系统模态分析、传动系统扭振分析、悬置系统模态分析、关键支架及系统模态分析等;
(3)Trimmed Body级
TB模态分析、GPA分析、PACA分析、FRF分析、声腔模态分析、NTF分析、VTF分析、IPI分析(一般放在车身里分析,可在早期进行优化分析);
(4)整车级
整车模态分析、整车TPA分析、整车路噪分析(如怠速、加速分析)、动力总成质心灵敏度分析、整车Spindle灵敏度分析、传动轴不平衡分析、轮胎不平衡分析、整车Brake Shudder分析、整车Impact分析、整车冷却风扇不平衡分析等;
(5)声品质相关分析
异响分析、锁扣安装点动刚度分析、关门瞬时冲击分析等


声学NVH分析包括以下分析(不限于):

1、零部件及关键子系统隔声量分析(如防火墙);

2、整车风噪分析;

3、整车声学包性能分析;

4、整车内外声场分析等。

NVH仿真 主要的应用软件及资源

1、三维软件

Catia、UG、Pro/E等

2、前处理软件

Hypermesh、ANSA、Abaqus/CAE、Amesim、SnRD等

3、求解软件

Nastran、Optistruct、Radioss、Abaqus、Patran、Virtulab、Vaone等

4、后处理软件

Hyperview、Abaqus/View、Virtulab、Testlab、Vaone、Amesim、SnRD等

5、计算资源

普通计算机、工作站、PBS、云计算平台等

NVH仿真目标或参考值来源

NVH仿真目标或参考值没有统一的具体数值,每个企业要求也不一样,但目标定义原则一般有:

1、激励源频率(如路面、发动机激励、风扇激励、压缩机激励等);

2、目标分解(如性能分解提供);

3、NVH相关理论(如隔振理论、模态理论等);

4、相近车型参考值;

5、竞品车型分析或测试值;

6、已有的数据库。





        每一项分析都有其分析意义及目的,一个产品要有竞争的NVH性能,NVH仿真过程必不可少,也是企业核心竞争力非常重要的一部分。NVH性能优越,需要经验丰富的NVH分析及开发人员、合理的目标值、充分的分析考察条目、良好的工艺及制造能力、优秀的产品设计能力、全面的试验测试能力及完善的产品开发流程及管控。


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首次发布时间:2020-05-13
最近编辑:3月前
CAE之家
硕士 | CAE仿真负责人 个人著作《汽车NVH一本通》
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