基于NVH性能的车身静音钢板后轮罩开发
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区域
2.2 B 板形状设计 从 NVH 角度考虑，B 板理论上越大越好，但这
样 会 导 致 质 量 、成 本 和 成 形 难 度 的 增 加 。 根 据 经 验，考虑到隔音降噪的效益最大化，将 B 板放置在 轮罩平面区域。从工艺角度，B 板在凸模侧，即车 外方向，可更好地保证料片的贴合度（图 3）；但从 设 计 方 面 ，在 车 外 方 向 易 边 缘 腐 蚀 ，需 油 漆 胶 密 封 ，额 外 增 加 成 本 且 对 手 件 较 多 ，设 计 空 间 不 足 。 因此，将 B 板放在凹模侧，即车内方向（图 4）。
焊点设计需满足以下几个方面内容。 a.A、B 板重合弧面边界区域减薄率超过 5%， 焊点布置较多；在重合过渡平顺区域，焊点布置较 少；中间区域，焊点最少或取消。 b. 在 部 分 变 形 剧 烈 区 域 ，增 加 类 似“ 笑 脸 ”结 构，如图 6b 所示，保证在拉延过程中焊点不失效。 c. 满 足 CAE 分 析 焊 点 应 变 最 大 撕 裂 风 险 值 （FLD）小于-0.10。
凹模侧
凸模侧 B板 A板
回 弹 ，易 导 致 B 板脱离
图 3 B 板位置示意
B板 A板
图 4 后轮罩内板设计形式
成形方面驱动，需注意以下三点。 a.拉延过程中，B 板边界距离压料圈边界 10 mm 以上，以避免双层压料，导致料片脱离和开裂，如图 5a 所示。 b.避开轮罩与后纵梁匹配面，以避免出现四层 焊设计和两层或三层焊不满足焊接对料厚比要 求；在焊点之间至少留两个突出特征，如图 5b 所 示，起到料片级焊接定位和拉延定位的作用。 c.满足成形 CAE 分析要求，包括减薄、起皱。
A板 压边圈
B板 凸模
凹模
≥10 mm
（a）模具示意
B板
A板
（b）板料设计 图 5 B 板形状及设计
2.3 焊点设计 焊点是保证静音钢板零件能否一体式成形的
关键。从成本方面考虑，焊点越少越经济，但若不 焊接焊点，会导致 B 板出现滑移、起皱、胶层失效 等问题。合理的焊点数量和布置是保证双层钣金 成形和保护中间胶层有效的必要措施。如图 6a 所 示，在拉延过程中材料流动剧烈，导致焊点失效。
AT&M 视 界
AT&M
VISION
基于 NVH 性能的车身静音钢板后轮罩开发
王镝
（泛亚汽车技术中心有限公司 上海 201208）
摘要：首次将静音钢板应用于车身后轮罩内板，用于降低路噪和胎噪对后排乘员的影响， 并解决了后轮罩内板的设计问题、成形仿真分析等正向开发痛点。同时，以零件级的频响实验 和隔声实验为基础，研究了不同方案的 NVH 性能，找到最合适的解决方案。形成了包括静音 钢板后轮罩的设计能力、CAE 分析及制造能力、NVH 性能研究等综合正向开发能力。
B板 A板
网状聚合物 橡胶态无规则聚合物 玻璃态无规则聚合物 钣金
图 1 静音钢板结构示意
2019 年 第 6 期
汽 车 工 艺 与 材 料 AT&M
1
AT&M 视 界
AT&M
VISION
2 设计方案
2.1 研究对象及材料 静 音 钢 板 零 件 起 到 隔 音 降 噪 的 作 用 ，可 替 代
LASD 等 沥 青 材 料 ，减 少 内 饰 泡 棉 等 声 学 包 的 用 量。针对这一特点，其潜在可应用区域如图 2 所 示，分别是前围板、前地板、后地板、后轮罩。由于 后 轮 胎 位 于 第 二 排 座 椅 后 方 ，第 三 排 座 椅（如 有） 前方，对于后排乘客的静音体验敏感，尤其是 MPV 及 7 座 SUV 等车型。因此，选取左右后轮罩内板为 研究对象，研究其设计结构、成形性和 NVH 性能。 A 板材料选择 CR3-HD60G60G-U，料厚 0.8 mm；B 板材料为 CR3-HD60G60G-U，料厚 0.58 mm。
作者简介：王镝（1973—），男，高级工程师，硕士学位，研究方向为 车身架构开发和车身轻量化及同步开发应用技术。 基金项目：创新孵化项目（17-PAT-64）。
包括 A 板（基板）、B 板（贴板，放置在优化 NVH 性 能最优的区域）和中间的阻尼胶层。其中，中间层 有 3 种聚合物成分，分别是网状聚合物、橡胶态无 规则聚合物和玻璃态无规则聚合物。其降噪原理 是将空气传播和结构震动等通过两层金属板剪切 方 向 小 幅 度 频 繁 震 动 转 换 为 热 能 ，进 而 达 到 降 噪 的目的 。 [7-8] 该结构在保证强度和刚度的同时，能 达到减振降噪的目的并减少传统声学包数量来满 足日益增强的轻量化需求。因此静音材料作为一 种 降 重 而 达 到 减 振 降 噪 效 果 的 新 型 材 料 ，成 为 汽 车 应 用 的 一 个 发 展 方 向 。 对 该 材 料 的 研 究 ，如 成 形 性 能 及 减 振 性 能 研 究 越 来 越 受 到 重 视 ，在 汽 车 行业的应用也得到越来越广泛的关注。
静 音 钢 板 ，是 一 种 新 型 的 阻 尼 减 振 轻 量 化 材 料。该减振钢板是由两层普通钢板和中间高分子 聚 合 物 组 成 的 一 种 新 型 阻 尼 减 振 材 料 ，通 过 焊 点 连接，一体成形，中间阻尼层厚度 25~50 μm。静音 钢板有效集成了金属材料的加工成形特性[2-5]和高 分子材料的阻尼特性，是振动、噪声场合替代金属 材料的理想环保产品[4-6]。其结构示意如图 1 所示，
关键词：静音钢板 结构设计 CAE NVH 中图分类号：U463.82 文献标识码：B DOI：10.19710/ki.1003-8817.20190107
1 前言
随 着 汽 车 制 造 技 术 的 进 步 ，人 们 越 来 越 关 注 乘 用 车 车 内 声 音 质 量 ，车 内 噪 声 的 控 制 水 平 已 成 为衡量乘用车质量的重要标志之一 。 [1] 研究表明， 一般车内的中低频（30～400 Hz）噪声是通过结构 振动传递，而高频噪声则通过车身中的孔洞、缝隙 等 由 空 气 传 播 至 车 厢 内 部 [2]。 针 对 这 两 种 噪 音 传 播路径，静音钢板应运而生。
2.2 B 板形状设计 从 NVH 角度考虑，B 板理论上越大越好，但这
样 会 导 致 质 量 、成 本 和 成 形 难 度 的 增 加 。 根 据 经 验，考虑到隔音降噪的效益最大化，将 B 板放置在 轮罩平面区域。从工艺角度，B 板在凸模侧，即车 外方向，可更好地保证料片的贴合度（图 3）；但从 设 计 方 面 ，在 车 外 方 向 易 边 缘 腐 蚀 ，需 油 漆 胶 密 封 ，额 外 增 加 成 本 且 对 手 件 较 多 ，设 计 空 间 不 足 。 因此，将 B 板放在凹模侧，即车内方向（图 4）。
焊点设计需满足以下几个方面内容。 a.A、B 板重合弧面边界区域减薄率超过 5%， 焊点布置较多；在重合过渡平顺区域，焊点布置较 少；中间区域，焊点最少或取消。 b. 在 部 分 变 形 剧 烈 区 域 ，增 加 类 似“ 笑 脸 ”结 构，如图 6b 所示，保证在拉延过程中焊点不失效。 c. 满 足 CAE 分 析 焊 点 应 变 最 大 撕 裂 风 险 值 （FLD）小于-0.10。
凹模侧
凸模侧 B板 A板
回 弹 ，易 导 致 B 板脱离
图 3 B 板位置示意
B板 A板
图 4 后轮罩内板设计形式
成形方面驱动，需注意以下三点。 a.拉延过程中，B 板边界距离压料圈边界 10 mm 以上，以避免双层压料，导致料片脱离和开裂，如图 5a 所示。 b.避开轮罩与后纵梁匹配面，以避免出现四层 焊设计和两层或三层焊不满足焊接对料厚比要 求；在焊点之间至少留两个突出特征，如图 5b 所 示，起到料片级焊接定位和拉延定位的作用。 c.满足成形 CAE 分析要求，包括减薄、起皱。
A板 压边圈
B板 凸模
凹模
≥10 mm
（a）模具示意
B板
A板
（b）板料设计 图 5 B 板形状及设计
2.3 焊点设计 焊点是保证静音钢板零件能否一体式成形的
关键。从成本方面考虑，焊点越少越经济，但若不 焊接焊点，会导致 B 板出现滑移、起皱、胶层失效 等问题。合理的焊点数量和布置是保证双层钣金 成形和保护中间胶层有效的必要措施。如图 6a 所 示，在拉延过程中材料流动剧烈，导致焊点失效。
AT&M 视 界
AT&M
VISION
基于 NVH 性能的车身静音钢板后轮罩开发
王镝
（泛亚汽车技术中心有限公司 上海 201208）
摘要：首次将静音钢板应用于车身后轮罩内板，用于降低路噪和胎噪对后排乘员的影响， 并解决了后轮罩内板的设计问题、成形仿真分析等正向开发痛点。同时，以零件级的频响实验 和隔声实验为基础，研究了不同方案的 NVH 性能，找到最合适的解决方案。形成了包括静音 钢板后轮罩的设计能力、CAE 分析及制造能力、NVH 性能研究等综合正向开发能力。
B板 A板
网状聚合物 橡胶态无规则聚合物 玻璃态无规则聚合物 钣金
图 1 静音钢板结构示意
2019 年 第 6 期
汽 车 工 艺 与 材 料 AT&M
1
AT&M 视 界
AT&M
VISION
2 设计方案
2.1 研究对象及材料 静 音 钢 板 零 件 起 到 隔 音 降 噪 的 作 用 ，可 替 代
LASD 等 沥 青 材 料 ，减 少 内 饰 泡 棉 等 声 学 包 的 用 量。针对这一特点，其潜在可应用区域如图 2 所 示，分别是前围板、前地板、后地板、后轮罩。由于 后 轮 胎 位 于 第 二 排 座 椅 后 方 ，第 三 排 座 椅（如 有） 前方，对于后排乘客的静音体验敏感，尤其是 MPV 及 7 座 SUV 等车型。因此，选取左右后轮罩内板为 研究对象，研究其设计结构、成形性和 NVH 性能。 A 板材料选择 CR3-HD60G60G-U，料厚 0.8 mm；B 板材料为 CR3-HD60G60G-U，料厚 0.58 mm。
作者简介：王镝（1973—），男，高级工程师，硕士学位，研究方向为 车身架构开发和车身轻量化及同步开发应用技术。 基金项目：创新孵化项目（17-PAT-64）。
包括 A 板（基板）、B 板（贴板，放置在优化 NVH 性 能最优的区域）和中间的阻尼胶层。其中，中间层 有 3 种聚合物成分，分别是网状聚合物、橡胶态无 规则聚合物和玻璃态无规则聚合物。其降噪原理 是将空气传播和结构震动等通过两层金属板剪切 方 向 小 幅 度 频 繁 震 动 转 换 为 热 能 ，进 而 达 到 降 噪 的目的 。 [7-8] 该结构在保证强度和刚度的同时，能 达到减振降噪的目的并减少传统声学包数量来满 足日益增强的轻量化需求。因此静音材料作为一 种 降 重 而 达 到 减 振 降 噪 效 果 的 新 型 材 料 ，成 为 汽 车 应 用 的 一 个 发 展 方 向 。 对 该 材 料 的 研 究 ，如 成 形 性 能 及 减 振 性 能 研 究 越 来 越 受 到 重 视 ，在 汽 车 行业的应用也得到越来越广泛的关注。
静 音 钢 板 ，是 一 种 新 型 的 阻 尼 减 振 轻 量 化 材 料。该减振钢板是由两层普通钢板和中间高分子 聚 合 物 组 成 的 一 种 新 型 阻 尼 减 振 材 料 ，通 过 焊 点 连接，一体成形，中间阻尼层厚度 25~50 μm。静音 钢板有效集成了金属材料的加工成形特性[2-5]和高 分子材料的阻尼特性，是振动、噪声场合替代金属 材料的理想环保产品[4-6]。其结构示意如图 1 所示，
关键词：静音钢板 结构设计 CAE NVH 中图分类号：U463.82 文献标识码：B DOI：10.19710/ki.1003-8817.20190107
1 前言
随 着 汽 车 制 造 技 术 的 进 步 ，人 们 越 来 越 关 注 乘 用 车 车 内 声 音 质 量 ，车 内 噪 声 的 控 制 水 平 已 成 为衡量乘用车质量的重要标志之一 。 [1] 研究表明， 一般车内的中低频（30～400 Hz）噪声是通过结构 振动传递，而高频噪声则通过车身中的孔洞、缝隙 等 由 空 气 传 播 至 车 厢 内 部 [2]。 针 对 这 两 种 噪 音 传 播路径，静音钢板应运而生。