汽车车身的设计第五章 车身NVH特性的研究共104页PPT资料
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汽车车身设计介绍幻灯片课件
成形及工艺研究应用 材料成形性能（成形性（formability）并不等同延伸率（elongation）
屈服强度，抗拉强度/延伸率
加工硬化指数（n） n即为硬化指数，表示在塑性变形中材的硬化程度。n大时，说明在变形中
材料加工硬化严重，真实应力增加大。
工程应变/n
烘烤硬化（BH） 170 度
加工硬化 烘烤硬化
压合
结构性能 强度 刚度 模态
碰撞性能
材料 工艺 结构 吸能 传力 加强
NVH性能 密封性能 防腐性能
隔振 降噪 吸音 密封 漏水
汽车车身设计介绍
1.轿车分类
2.车身结构 3.车身性能
4.车身工艺
6)SUV Sport Utility Vehicle运动型多功能车。 7)pick-up truck 在北美流行的皮卡在中国却处处受制。皮卡在北美人的眼中是最稳健忠实的伙伴。可以这么讲，如果你在北美，去一个工地上看看 ，你一般很难分辨那一辆是老板的车，那一辆是工人的车，基本上都是皮卡。大多数的白人家里都有一辆以上的皮卡。我的邻居，一个 老大爷，他有三辆皮卡，雪孚莱，福特，道奇。在街上，你也经常可以看见一个大妈开着一辆dodgeram 2500柴油四驱皮卡。我个人的 感觉皮卡比SUV更粗旷，更豪放，但不适于中国。 8)Convertible 中文意思为可折叠的，也就是蓬可折叠的敞篷车。这类车倒不以飙车为乐，主要是以休闲为主。VOLVO C70即属于此类，还有像 Toyota SolaraConvertible等等，美国的敞篷车更是数gn and package is a key development phase that considers 90% of the vehicle's design criteria and function within the first 10% of the
关于车身NVH性能设计分析
关于车身NVH性能设计分析摘要:汽车NVH性能是汽车研发人员重点关注的性能指标。
为此,提出了汽车产品开发过程的车身 NVH 性能设计策略。
通过车身结构设计、阻尼设计、密封设计、阻隔设计、补强设计、吸声设计、隔声设计、低风噪设计方法实现 NVH 性能提升。
关键词车身结构; 噪声; 振动; 开发流程; NVH1 汽车NVH问题来源1.1 动力总成激励动力总成的振动噪声源来自热力过程的周期性和部分受力杆件的往复运动,可分为机械噪声、燃烧噪声、空气动力噪声。
机械噪声发生在运动部件上,在气缸压力和运动部件惯性力的作用下,运动部件产生冲击和振动而引起噪声;燃烧噪声发生在气缸中,燃烧气体产生的压力波冲击气缸壁,使得气缸产生振动辐射出噪声;空气动力噪声是发动机周期性进气和排气引起气体流动而产生的噪声,主要发生在进气口和排气口位置。
动力总成的振动通过发动机悬置、排气系统挂钩、进气系统支架传递到车身,引起车身振动,从而产生车内噪声。
1.2 路面激励汽车在路面上行驶时,轮胎与路面不断地局部挤压和释放,造成垂向激振力;在汽车行驶过程中轮胎与路面在接触面持续地滚挤、释放,造成纵向激振力。
1.3 风激励风噪声按风激励对象和变现形式不同来划分,可划分为风振噪声、脉动噪声、空腔噪声、气吸噪声。
高速气流作用在车身上后产生压力脉动,造成涡流扰动的脉动噪声;汽车行驶时打开天窗或侧窗玻璃时,在窗口位置气流涡流运动频率与车内声腔频率共振产生风振噪声;高速气流进入车身外部件之间的间隙空腔振荡进而产生空腔噪声。
2 汽车NVH开发流程汽车NVH开发流程主要分为:目标设定→目标分解→设计→性能验证→量产。
在目标设定阶段的工作主要是项目团队对目标市场的竞品车型进行 NVH 性能参数测试,制定整车 NVH 性能目标。
在目标分解阶段,项目团队对各个子系统进行目标设定,如对动力、悬架系统设定连接点的位移量,对车身系统设定模态、声灵敏度等。
通过各子系统的性能目标实现达到整车 NVH 性能目标要求。
汽车_NVH(PPT31页)
频率 (Hz)
5
10
15
20
25
30
35
40
45 50
车身/车架
车身第一阶垂向弯曲模态 车身第一阶横向弯曲模态 车身扭转模态
方向盘
方向盘第一阶垂向弯曲模态 方向盘第一阶横向弯曲模态
底盘
前车架上下跳动模态 后车架上下跳动模态
动力装置
前后移动模态 左右移动模态 上下移动模态 横向摇转模态 纵向摇转模态 左右摇转模态
级度 接受对象
1
234
不能接受
所以顾客 绝大多数顾客
5
67
接受的过渡
比较挑剔的顾客
8
9 10
可以接受
受过培训的人员
历史趋势表明 NVH性能每 10 年改善1 VER
• 声品质
19
源 – 通道 –接受体
声品质
不同的人有不同的声音品位
悠扬的声音 糟糕的声音
20
源 – 通道 –接受体
声品质
• 从历史观点上说，汽车噪声处理称为噪声控制 •只有噪声品质是人们 所关心的 •聚焦大的因素, 例如, P/T,道路, 风激噪声
• 不舒适性
- 令人不快的, 刺耳的或者不协调的感觉
4
为什么要考虑NVH?
• NVH 对消费者来说是重要的
– NVH 可能导致顾客不满意和不舒适
• NVH 对消费者的满意度产生影响
– 大约所有问题的1/3 是与 NVH有关的
• NVH 影响理由 • 大约所有保修成本的1/5是与NVH有关的
5
如何确定 NVH?
• 80年代末期汽车工业的噪声品质 •噪声与频率和发动机转速有关 •声音有特殊音调的噪声，尖利度，响度等等. •噪声内容影响听力 •所有的汽车噪声都能影响顾客的满意度 •部件噪声品质
汽车车身结构与设计车身概论PPT课件
通过采用声学包覆材料和设计，可以有效地吸收和阻隔车内外的噪音，提高乘员的静谧性 体验。
振动隔离
车身应具备有效的振动隔离能力，以减少发动机、传动系统等振动源对乘员的干扰。通过 优化车身结构和采用适当的减震材料，可以降低振动对乘员的影响。
05 未来汽车车身的发展趋势
轻量化设计
总结词
随着环保意识的提高和节能减排的需求，轻量化设计已成为未来汽车 车身的重要发展趋势。
详细描述
通过采用新型材料（如高强度钢、铝合金、碳纤维复合材料等）和优 化车身结构，降低车身重量，从而提高燃油经济性和减少排放。
优点
提高燃油经济性、减少排放、提升车辆性能。
挑战
技术难度大、成本较高、生产工艺要求高。
智能化设计
01 总结词
随着智能化技术的不断发展， 未来汽车车身将更加智能化， 提高驾驶安全性和舒适性。
热系统来确保正常运行。车身的进风口和散热格栅设计对散热性能有重
要影响。
汽车车身的碰撞安全性
吸能与缓冲
汽车在发生碰撞时，车身应具备一定的吸能与缓冲能力， 以减少对乘员的冲击。通过合理设计车身结构和采用高强 度材料，可以提高碰撞安全性。
乘员保护
在碰撞事故中，车身应能够有效地保护乘员免受伤害。这 包括设计合理的安全气囊、安全带等被动安全装置，以及 优化车身结构以减少对乘员的挤压和撞击。
轻量化
降低车身重量，提高燃油经济 性。
工艺性
便于制造、维修和降低制造成 本。
安全性
满足碰撞法规要求，保证乘员 安全。
耐久性
保证车身在使用寿命内具有良 好的结构和外观保持能力。
经济性
在满足性能要求的前提下，尽 可能降低成本。
03 汽车车身设计
振动隔离
车身应具备有效的振动隔离能力，以减少发动机、传动系统等振动源对乘员的干扰。通过 优化车身结构和采用适当的减震材料，可以降低振动对乘员的影响。
05 未来汽车车身的发展趋势
轻量化设计
总结词
随着环保意识的提高和节能减排的需求，轻量化设计已成为未来汽车 车身的重要发展趋势。
详细描述
通过采用新型材料（如高强度钢、铝合金、碳纤维复合材料等）和优 化车身结构，降低车身重量，从而提高燃油经济性和减少排放。
优点
提高燃油经济性、减少排放、提升车辆性能。
挑战
技术难度大、成本较高、生产工艺要求高。
智能化设计
01 总结词
随着智能化技术的不断发展， 未来汽车车身将更加智能化， 提高驾驶安全性和舒适性。
热系统来确保正常运行。车身的进风口和散热格栅设计对散热性能有重
要影响。
汽车车身的碰撞安全性
吸能与缓冲
汽车在发生碰撞时，车身应具备一定的吸能与缓冲能力， 以减少对乘员的冲击。通过合理设计车身结构和采用高强 度材料，可以提高碰撞安全性。
乘员保护
在碰撞事故中，车身应能够有效地保护乘员免受伤害。这 包括设计合理的安全气囊、安全带等被动安全装置，以及 优化车身结构以减少对乘员的挤压和撞击。
轻量化
降低车身重量，提高燃油经济 性。
工艺性
便于制造、维修和降低制造成 本。
安全性
满足碰撞法规要求，保证乘员 安全。
耐久性
保证车身在使用寿命内具有良 好的结构和外观保持能力。
经济性
在满足性能要求的前提下，尽 可能降低成本。
03 汽车车身设计
汽车车身的结构设计课件-精
装配。 车身结构设计和选材必须保证车身在整个使用期间满足对冷、热和腐蚀的抵抗能
力的要求。 车身的材料必须具有再使用的性能。 车身的制造成本应足够低。
四、车身设计要求及原则
轿车车身设计时必须遵循以下设计原则：
车身外形设计的美学原则和最佳空气动力特性 原则。
车身内饰设计的人机工程学原则。 车身结构设计的轻量化原则。 车身设计的“通用化、系列化、标准化”原则。 车身设计符合有关的法规和标准。 车身开发设计的继承性原则。
当采用副车架时，由于副车架能够分担一 些载荷，使前纵梁变形减小，因此也有人 称带有副车架的车身为半承载式车身。
轿车车身与车架
非承载式车身结构的优缺点
非承载式车身结构的优点在于： 除了轮胎与悬架系统对整车具有缓冲吸振作用外，车身与车架间的悬置 还可以起到辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形和降低噪声的作用, 既延 长了车身的使用寿命, 又提高了乘坐舒适性。 底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，既可简化装配工艺，又便 于组织专业化协作。 车架作为整车的基础，便于汽车上各总成和部件的安装，同时也易于更 改车型和改装成其他用途的车辆。 发生撞车事故时, 车架还可以对车身起到一定的保护作用。
车身本体：是车身结构件(又称车身骨架)与覆盖件焊接或 铆接后不可拆卸的总成；
闭合件：是车身上可启闭的各种舱门的结构件，包括车 门、发动机盖、行李舱盖等。
车身本体组成
车身骨架：主要为保证车身的强度和刚度而 构成的空间框架结构。
车身覆盖件：指覆盖在车身骨架表面上的板 制件。
车身覆盖件覆盖在车身骨架上，使车身形成 完整的封闭体以满足室内乘员乘坐要求，通 过它来体现汽车的外形并增强汽车车身的强 度和刚度。
汽车车身的结构设计
一、概述
力的要求。 车身的材料必须具有再使用的性能。 车身的制造成本应足够低。
四、车身设计要求及原则
轿车车身设计时必须遵循以下设计原则：
车身外形设计的美学原则和最佳空气动力特性 原则。
车身内饰设计的人机工程学原则。 车身结构设计的轻量化原则。 车身设计的“通用化、系列化、标准化”原则。 车身设计符合有关的法规和标准。 车身开发设计的继承性原则。
当采用副车架时，由于副车架能够分担一 些载荷，使前纵梁变形减小，因此也有人 称带有副车架的车身为半承载式车身。
轿车车身与车架
非承载式车身结构的优缺点
非承载式车身结构的优点在于： 除了轮胎与悬架系统对整车具有缓冲吸振作用外，车身与车架间的悬置 还可以起到辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形和降低噪声的作用, 既延 长了车身的使用寿命, 又提高了乘坐舒适性。 底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，既可简化装配工艺，又便 于组织专业化协作。 车架作为整车的基础，便于汽车上各总成和部件的安装，同时也易于更 改车型和改装成其他用途的车辆。 发生撞车事故时, 车架还可以对车身起到一定的保护作用。
车身本体：是车身结构件(又称车身骨架)与覆盖件焊接或 铆接后不可拆卸的总成；
闭合件：是车身上可启闭的各种舱门的结构件，包括车 门、发动机盖、行李舱盖等。
车身本体组成
车身骨架：主要为保证车身的强度和刚度而 构成的空间框架结构。
车身覆盖件：指覆盖在车身骨架表面上的板 制件。
车身覆盖件覆盖在车身骨架上，使车身形成 完整的封闭体以满足室内乘员乘坐要求，通 过它来体现汽车的外形并增强汽车车身的强 度和刚度。
汽车车身的结构设计
一、概述
《汽车nvh技术》PPT课件
2021/4/25
7 7
2.3 声振粗糙度（ Harshness ）
• 指的是振动和噪声的品质，它并不是一个与振动、噪声相 并列的物理概念，它描述的是人体对振动和噪声的主观感 觉，不能直接用客观测量方法来度量。因为汽车的乘坐舒 适性最终要表现为人体的感觉，所以声振粗糙度在NVH特 性研究中占有十分重要的地位,这也是世界各大汽车公司坚 持采用专家实际乘坐汽车的方式来最终评价汽车NVH 特性 的缘故。
吸声材料的屏蔽贴层紧贴在发动机表面上，能有效地降低车辆噪声
4—5 dB(A)。还有人员的试验，是在发动机变速箱底部采用0.9 mm厚
的钢板制成简单隔声罩，曾使车辆外部噪声降低2dB(A)。在我国，对
降低噪声也作了不少的试验研究，例如张沛商通过试验研究发现，对
球磨机采取隔声措施，能使其对外辐射噪声降低30 dB(A)。声学专家
2021/4/25
10 10
汽车噪声的来源
2021/4/25
噪音源：
发动机噪音 排气系统噪音 风扇噪音 传动系统噪音 轮胎噪音 制动噪音 车身结构噪音 气动噪音
11 11
3.2车内噪声控制
• 车辆噪声控制方面，国内外专家学者很早就开始 了试验研究。李卡多
试验室，在大型车辆上采用屏蔽和隔声罩所得到的结果证实，把附有
2021/4/25
6 6
2.2 汽车上的震动（ Vibration ）
• 主要包括由路面不平度引起的车身垂直方向振动、发动机不平衡往复 惯性力产生的车身振动、转向轮受地面冲击和自身摇摆震动、传动系 传动过程的扭转振动等。由于汽车的结构和使用工况十分复杂，如果 不进行适当的简化，这些振动都是随机振动，通常用振动量(如:位移、 速度、加速度)的均方根值来衡量，并且按照频率加权计算。一般来说， 对人体舒适性影响较大的振动主要是座椅、地板对人体的低频振动， 其频率范围在1Hz~ 80Hz左右。此外，转向盘、仪表板等部件的抖动也 会对人体舒适性产生较大的影响。
汽车车身设计-第五章ppt课件共104页文档
•第二节 NVH特性设计方 •
法
一、整车NVH目标的确定
二、NVH目标的分级
三、NVH设计中的CAE方 法介绍
分级
– 结合试验和CAE方法，指将整车NVH目标转化为车身结 构、动力总成悬置等系统和部件目标水平的过程
– 例：一阶模态频率、车身接头刚度、车身在悬架上的安 装部位刚度等
– 为设计人员提供相关部件设计的详细准则
– H—Harshness（声振粗糙感）
– 三者常同时出现且密不可分
• 汽车NVH特性
– 指在车室振动、噪声的作用下，乘员舒适性主观 感受的变化特性
– 是人体触觉、听觉以及视觉等方面感受的综合体 现，也可以用振动、噪声等性能的客观物理量加 以衡量
•第一节 汽车NVH特性 •
一、概述 二、声学基础理论 三、汽车中的NVH现象 四、车身的NVH特性
• 车外噪声
– 城市环境主要的噪声源，必须严格控制
• 标准
– 车外噪声：
• GB1495-2019：汽车加速车外噪声小于88dB，M1类汽车应 小于77 dB
– 车内噪声：
• 美国在1985年就规定公共汽车的车内噪声不得超过80dB • 我国尚无强制性法规
•第一节 汽车NVH特性
一、概述 二、声学基础理论 三、汽车中的NVH现象 四、车身的NVH特性
一、隔声与吸声 二、车内噪声的主动控制
第七节 NVH特性研究的试验方法
一、NVH特性的评价方法 二、消声室内的噪声试验 三、道路噪声试验
•第一节 汽车NVH特性 • NVH
一、概述 二、声学基础理论 三、汽车中的NVH现象
– N—Noise（噪声） – V—Vibration（振动）
四、车身的NVH特性
《汽车NVH介绍普及》课件
未来展望
随着新能源汽车技术的不 断发展，NVH性能的提升 将成为未来竞争的重要因 素之一。
06
总结与展望
NVH的重要性和挑战
总结
NVH（Noise, Vibration, Harshness）在汽车行业中具有重要 意义，它直接影响到车辆的舒适性和 性能。
挑战
尽管NVH技术在不断进步，但仍面临 许多挑战，如噪音和振动的抑制、材 料和工艺的优化等。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
车辆内部噪音
01 车辆内部噪音主要包括设备噪音、气动噪 音和人为噪音等。
02
设备噪音主要是由汽车内部的空调、音响 等设备产生的噪音。
03
气动噪音主要是由车身缝隙、车窗开合等 引起的空气流动产生的噪音。
04
人为噪音主要是乘客的谈话声和儿童哭闹 声等。
其他NVH相关因素
车身结构
轮胎设计
车身的振动和共振会影响NVH性能， 合理的车身结构设计和材料选择可以 有效改善NVH性能。
NVH与自动驾驶技术的结合
自动驾驶技术的发展对汽车的NVH性能提出了更高的要求，需要更高的静谧性和舒适性。
通过将NVH技术与自动驾驶技术相结合，可以实现更加智能的NVH管理和优化，提高驾驶的舒适性 和安全性。
05
案例分析
某品牌汽车NVH优化实例
品牌介绍
该品牌在国内汽车市场中拥有较高的 知名度和市场份额。
轮胎和悬挂系统优化
总结词
通过改进轮胎和悬挂系统的设计，降低轮胎与地面接触产生的噪音以及悬挂系统 产生的振动噪音。
详细描述
采用低噪音、高阻尼的轮胎材料和胎面花纹设计，减少轮胎与地面接触时的振动 和噪音。同时，优化悬挂系统设计，提高悬挂部件的刚度和阻尼，降低振动噪音 。
汽车车身结构与设计CAI课件 第5章 汽车空气动力学与造型设计
汽车造型特征重点认知部位
3. 汽车造型设计要求
1）良好的空气动力特性
汽车具有合理的外形，可以减小空气阻力，以改善汽车的动力性和提高燃油经济 性；同时还要使汽车具有良好的空气动力稳定性 。
2）良好的适用性
按照人机工程学的原理使汽车结构合理，保证乘坐的安全性、舒适性、操作方便 性及视野良好等要求。
3）应具有完美的艺术形象
学习目标
1. 了解汽车造型设计的特点和要求； 2. 掌握汽车空气动力学基本知识； 3. 了解汽车空气动力特性在车身造型设计中的应用。
学习要求
知识要点
能力要求
相关知识
汽车造型的特点和要 求
汽车空气动力学基本 知识
了解汽车造型的特点和要 求
汽车造型演变与空气动力学关系
掌握空气动力学基本概念
空气阻力、空气阻力系数、粘滞现象 、流谱
汽车车身结构与设计
2. 汽车造型设计内容
汽车造型设计包括外形设计和室内装饰设计两部分。汽车造型设计师 的工作是：参与汽车总布置设计和车身总布置设计，绘制效果图，雕塑 模型，将外形形体上的曲线表达在主图板上，制定室内造型和覆饰设计 方案，最后协同结构设计师将造型具体体现在车身结构上。
汽车车身结构与设计
汽车的艺术形象应突出国家、地域、民族的特点，如美国汽车豪华、舒适、气派； 日本汽车简约、明快；德国汽车精良、实用等。我国汽车的艺术形象表现出朴实、 含蓄、大方的特点 。
4）车身应具有良好的工艺性
如合理分块，尽量减少拉延深度，减少冲压工序，简化冲模结构，并使零件具有 良好的装焊工艺性等。
汽车车身结构与设计
例如在研究空气动力、压强场和流场显示方面有非常相近之处。但是 汽车是在地面上行驶的钝头体，气动特性介于锐边的平板和流线体之间， 且行驶状况异常复杂，因而，汽车空气动力学有别于上述分支学科，有 其自身的特点。
NVH基本知识介绍PPT课件
分析条件:
动力总成的质心,质量 和转动惯量,悬置的安 装空间.
2021/7/23
27
进排气系统声学性能优化
分析目的:
对进排气系统的声学性能进 行优化,降低进排气噪声对车 内和车外噪声的影响
分析条件:
发动机进排气歧管口处的声 压(可以试验测量或通过汽研 院动力总成分析科分析得到) 和进排气系统的模型.
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4
计权曲线
2021/7/23
5
试验测量设备
声压测量: 传声器
声强测量: 声强探头
振动测量: 可以测量位移,速度或加速度;通 常是测量加速度.
脉冲激励输入: 力锤
其它输入: 激振器,可以输入随机信号,脉冲 随机,单频正玄,扫描正玄等.
2021/7/23
6
汽车NVH的关键部件
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17
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25
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26
发动机悬置系统优化
目的:和理安排悬置的 位置和安装角度,通过 悬置传递到车身上的力
140 130 120 110 100 90 80 70 60 50
40 30 20 10 0
20 Hz 30 40 60 80 100 200 300 400 600 800 1000 2kHz 3 4 6 8 10 15
由图可知,在不同的频率听起来同样响的声压是不一样的,为了反映人耳 的这种变化,需要对声音进行频率加权来进行评价.由于分析侧重点不同 所以有很多种计权方式,汽车噪声最为常用的是A计权
动力总成的质心,质量 和转动惯量,悬置的安 装空间.
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27
进排气系统声学性能优化
分析目的:
对进排气系统的声学性能进 行优化,降低进排气噪声对车 内和车外噪声的影响
分析条件:
发动机进排气歧管口处的声 压(可以试验测量或通过汽研 院动力总成分析科分析得到) 和进排气系统的模型.
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计权曲线
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试验测量设备
声压测量: 传声器
声强测量: 声强探头
振动测量: 可以测量位移,速度或加速度;通 常是测量加速度.
脉冲激励输入: 力锤
其它输入: 激振器,可以输入随机信号,脉冲 随机,单频正玄,扫描正玄等.
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汽车NVH的关键部件
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发动机悬置系统优化
目的:和理安排悬置的 位置和安装角度,通过 悬置传递到车身上的力
140 130 120 110 100 90 80 70 60 50
40 30 20 10 0
20 Hz 30 40 60 80 100 200 300 400 600 800 1000 2kHz 3 4 6 8 10 15
由图可知,在不同的频率听起来同样响的声压是不一样的,为了反映人耳 的这种变化,需要对声音进行频率加权来进行评价.由于分析侧重点不同 所以有很多种计权方式,汽车噪声最为常用的是A计权
车身NVH工程培训材料-庞剑
车轮和轮胎的不平衡
路面 环境激励源：气流、环境噪声…
Input 激励
方向盘抖振 座椅振动
车身
System （车身+底盘）
后视镜振动 车内噪声
Output 响应
ACOUSTIC 听觉
1.1、车内噪声传递路径分析的基本概念
车内噪声和振动往往是由多个激励，经由不同 的传递路径抵达目标位置后叠加而成的。车内噪声 总体上可分为结构声和空气声两种。
（弯曲/扭转）
2
车身NVH传递特性
NTF/VTF/NR
3
接附点刚度
IPI
4
全局/局部类模态
5
板件类模态
6
声腔模态
VTF NTF
V F
Hz
P F
Hz
1st 、2st 弯曲模态
10
静刚度试验
XXX车身NVH目标体系
3.1、车身NVH性能与整车NVH水平密切相关
通过一系列车身NVH指标指导车身结构设计，以达到整车NVH性能开发目标。
4.1、CAE在车身NVH开发的应用 目前，车身NVH性能开发已广泛地利用CAE 工具，大大地降低了开发成
本，缩短开发周期，提高了车身NVH开发的精准性。对于车身低频NVH问题 （5～ 150Hz）主要利用有限元法(FEA) 和边界元 ，中频问题（150～ 400Hz） 可采用FEA与试验结合的混合模型法(Hybrid Model)，利用统计能量分析 （SEA ）可分析高频(>400Hz)的噪声问题。
与整车动力学相关的车身结构基本性能指标是车身刚度，与整车 NVH性能、疲劳耐久和操稳性能密切相关。
一般，通过合理的整车模态匹配和车身振型调制等方法，设计开发 车身结构的整体和局部刚度，以达到良好的整车振动水平和操稳性能。
路面 环境激励源：气流、环境噪声…
Input 激励
方向盘抖振 座椅振动
车身
System （车身+底盘）
后视镜振动 车内噪声
Output 响应
ACOUSTIC 听觉
1.1、车内噪声传递路径分析的基本概念
车内噪声和振动往往是由多个激励，经由不同 的传递路径抵达目标位置后叠加而成的。车内噪声 总体上可分为结构声和空气声两种。
（弯曲/扭转）
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车身NVH传递特性
NTF/VTF/NR
3
接附点刚度
IPI
4
全局/局部类模态
5
板件类模态
6
声腔模态
VTF NTF
V F
Hz
P F
Hz
1st 、2st 弯曲模态
10
静刚度试验
XXX车身NVH目标体系
3.1、车身NVH性能与整车NVH水平密切相关
通过一系列车身NVH指标指导车身结构设计，以达到整车NVH性能开发目标。
4.1、CAE在车身NVH开发的应用 目前，车身NVH性能开发已广泛地利用CAE 工具，大大地降低了开发成
本，缩短开发周期，提高了车身NVH开发的精准性。对于车身低频NVH问题 （5～ 150Hz）主要利用有限元法(FEA) 和边界元 ，中频问题（150～ 400Hz） 可采用FEA与试验结合的混合模型法(Hybrid Model)，利用统计能量分析 （SEA ）可分析高频(>400Hz)的噪声问题。
与整车动力学相关的车身结构基本性能指标是车身刚度，与整车 NVH性能、疲劳耐久和操稳性能密切相关。
一般，通过合理的整车模态匹配和车身振型调制等方法，设计开发 车身结构的整体和局部刚度，以达到良好的整车振动水平和操稳性能。
汽车NVH ppt
NVH特性研究的建模和评价方法 特性研究的建模和评价方法
1、多体系统动力学方法 主要应用于底盘悬架系统、转向传动系统低频范围的建 模与分析。 2、有限元方法(FEM) 一方面，它适用于车身结构振动、车室内部空腔噪声的 建模分析；另一方面，与多体系统动力学方法相结合来 分析汽车底盘系统的动力学特性。 3、边界元方法(BEM) 对于汽车车身结构和车室内部空腔的声固耦合系统可以 采用边界元法进行分析，在处理车室内吸声材料建模方 面具有独特的优点。 4、统计能量分析(SEA)方法 将系统分解为多个子系统，研究它们之间能量流动和模 态响应的统计特性。它适用于结构、声学等系统的动力 学分析。
2、汽车噪声问题 汽车噪声问题
包括发动机噪声，变速器噪声、进排气噪声、空气动力噪声、轮 胎噪声、制动噪声等。
3、声振粗糙Leabharlann 声振粗糙度由于声振粗糙度描述的是噪声和振动使人不舒适的感觉,因此,有人 称之为不平顺性;又因为声振粗糙度经常用来描述冲击激励产生的使人 极不舒适的瞬态响应,因此,也有人称之为冲击特性。 总的说来,声振粗糙度描述的是噪声和振动共同产生的使人感到极 度疲劳的感觉。
2、改善车内噪声水平的治理 通过图2所示4档WOT加速行驶车内噪声（900～4000 rpm）云图可知， 该车后排右侧座椅正上方测点在1800 rpm、2600 rpm和3800 rpm左右2阶 次噪声表现突出，为此，采取在车内适当位置加装某公司的吸音棉材 料，增加进气预滤器等治理措施。 从图4噪声总体水平曲线可以看出：治理前后高转速下（3000rpm以后） 噪声水平相差不大，而在低于3000rpm的转速范围内，车内总体噪声水平 明显得到控制，1950rpm转速下噪声值下降效果明显，达到6 dB。治理后 总体噪声水平随着转速的升高而线性升高趋势，基本消除了原车在 1950 rpm和2600 rpm左右出现的overall level峰值。治理前后，车内高频 噪声得到有效抑制（图5）。最大抑制量在16.6 dB以上。
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– 将有限元模型与多刚体模型相连接时，由于有限元模型 的自由度数目巨大，因此必须将给定的动力学数学模型
缩减为一个具有较少自由度的模型
– 模态综合法则是在有限元法基础上发展起来的一种对复 杂结构进行振动分析的有效方法
•第三节 刚弹耦合系统 的仿真分析
一、刚弹耦合系统的 建模理论
二、模型的建立与仿 真分析
三、NVH设计中的CAE方 •
法介绍
不同系统和子系统的模态频率对于确定汽车整体NVH 特性起着关键作用
例：
– 为防止共振，系统模态频率之间应该分离，并与激励频 率分开
– 某汽车装备V6发动机，其稳态怠速转速650r/min；发动 机首阶激励（第3阶）在32.5Hz，对转向柱的抖动特性影 响很大
– 根据转向柱支承系统实际情况，将其垂直方向模态频率 设置为29Hz，横向模态设置为36Hz，降低了转向柱管的 抖动，改善了整车的NVH特性
1．用模态方法描述弹性体—模态综合法
• 动力缩减-部件模态综合法CMS
– 模态综合法基本思想
① 把复杂结构分为若干部件(子结构) ② 每个部件可用计算或试验的方法求得模态参数
③ 根据边界条件，将各子结构的模态特性叠加起来，再通 过平衡方程和约束方程将物理坐标约简，得到用广义坐 标(模态坐标)表示的运动方程，由此可计算组合系统的 动态响应
一、刚弹耦合系统的建模理论 二、模型的建立与仿真分析
第四节 声固耦合系统的仿真分析
一、声固耦合系统的建模理论 二、模型的建立与仿真分析 三、汽车NVH特性的诊断技术
第五节 统计能量分析及其应用
一、概述 二、统计能量分析的基本理论 三、利用统计能量分析研究车内噪声 四、能量流动方法
第六节 车内的降噪措施
•第二节 NVH特性设计方 •
法
一、整车NVH目标的确定
二、NVH目标的分级
三、NVH设计中的CAE方 法介绍
分级
– 结合试验和CAE方法，指将整车NVH目标转化为车身结 构、动力总成悬置等系统和部件目标水平的过程
– 例：一阶模态频率、车身接头刚度、车身在悬架上的安 装部位刚度等
– 为设计人员提供相关部件设计的详细准则
• 对40Hz以下NVH特性的模拟非常准确
– 刚度较小的系统（如车身系统）
• 采用有限元方法建立弹性体（或柔体）模型，再与多刚体 系统模型相结合，建立整车的刚弹耦合模型模拟
• 适用的频率范围也提高到200Hz以上
•第二节 NVH特性设计方 •
法
一、整车NVH目标的确定 二、NVH目标的分级 三、NVH设计中的CAE方
– 将不同频率下同样响度级的各点连接起来，得到等响曲 线
•第一节 汽车NVH特性 •
一、概述 二、声学基础理论 三、汽车中的NVH现象 四、车身的NVH特性
2、噪声的主观量度与计权声级
– 为了使声音的量度与人耳听觉感受一致，在声级计等测 量仪器上都设置了频率计权网络（即滤波器），对所测 量的噪声信号按频带进行衰减
• 声压级
• 声强级
•第一节 汽车NVH特性 •
一、概述 二、声学基础理论 三、汽车中的NVH现象 四、车身的NVH特性
2、噪声的主观量度与计权声级
– 人耳对噪声的主观感受不但与声音的强弱有关，还与频 率有关，在人耳敏感频段的声音听起来会更响一些
– 以1000Hz纯音为标准定义其声压级为响度级，单位为 phon。其它频率声音的响度级通过与1000Hz的纯音相比 较确定
•
汽车NVH特性设计方法
– 建立在CAE基础之上 – 以改善汽车NVH特性为目标 – 声学设计方法：以降低车内总体噪声水平为目的
汽车NVH特性设计方法贯穿于新车型的研发过程，也 在现有车型的改进设计中起到重要作用
•第二节 NVH特性设计方 •
法
一、整车NVH目标的确定
二、NVH目标的分级
三、NVH设计中的CAE方 法介绍
•第二节 NVH特性设计方 •
法
一、整车NVH目标的确定
二、NVH目标的分级
三、NVH设计中的CAE方
法介绍
•
NVH设计过程中，为进行NVH目标的分级、评价，改 善汽车的NVH特性，应建立用于整车NVH特性研究的 CAE模型
不同子系统、不同NVH问题，采用的CAE方法不同
– 悬架、转向系等系统
• 研究其低频范围的动力学特性时主要采用多刚体系统动力 学方法
整车研发过程中，NVH特性研究分为以下四个阶段：
调研，对标，确定整车NVH特性目标
1. 整车仿真分析 2. 分级匹配各系统、子系统的NVH目标
部件结构设计，实现子系统和整车的性 能目标
样车的试验与调整
•第二节 NVH特性设计方 •
法
•
一、整车NVH目标的确定
二、NVH目标的分级
三、NVH设计中的CAE方
汽车
– 激励源：发动机、传动系统、车轮和轮胎、不平路面和风等 – 传递器：悬架系统、悬置系统、车身结构系统 – 响应器：车身和车室空腔
•第一节 汽车NVH特性 •
一、概述 二、声学基础理论 三、汽车中的NVH现象 四、车身的NVH特性
•
汽车
– 激励源：发动机、传动系统、车轮和轮胎、不平路面和风等 – 传递器：悬架系统、悬置系统、车身结构系统 – 响应器：车身和车室空腔
一、刚弹耦合系统的 建模理论
二、模型的建立与仿 真分析
• 有限元方法 + 多刚体系统动力学方法，建立整车的刚 弹耦合模型，预测车身的振动和车室内的声压
•第三节 刚弹耦合系统 的仿真分析
一、刚弹耦合系统的 建模理论
二、模型的建立与仿 真分析
1．用模态方法描述弹性体—模态综合法
• 动力缩减-部件模态综合法CMS
③ 界面点：转向盘、仪表板、地板、座椅、耳旁
•第一节 汽车NVH特性
一、概述 二、声学基础理论 三、汽车中的NVH现象 四、车身的NVH特性
噪声 • 是NVH问题中很重要的部分 • 车内噪声
– 车身壁板振动产生的噪声 – 空气冲击摩擦车身形成的噪声 – 外界噪声源（如发动机、轮胎、制动器等）传入的噪声
•
汽车上的振动
– 路面不平度引起的车身垂直方向振动 – 发动机不平衡往复惯性力产生的车身振动 – 转向轮的摆振 – 传动系的扭转振动等
特点
① 很多振动都是随机振动，通常用振动量的均方根值来衡 量，并且按照频率加权计算
② 对人体舒适性影响较大的振动主要表现为界面点对人体 输入的低频振动，频率范围1~80Hz左右
法介绍
整车水平的NVH目标在项目的早期制订 主要步骤：
1. 根据目标人群特点和顾客的驾驶评估确定与汽车NVH特 性相关的重要项目，如：车内噪声、地板振动、转向盘 抖动等
2. 制订主观NVH目标
• 对标、顾客和专家的驾驶评价 • 对将要开发汽车性能的未来规划 • 车内的噪声水平、振动感受等
3. 对标车试验，据此建立整车NVH目标
普通高等教育 “十一五”国家级规划教材
《汽车车身设计》
第五章 车身NVH特性研究
提纲
第一节 汽车NVH特性
一、概述 二、声学基础理论 三、汽车中的NVH现象 四、车身的NVH特性
第二节 NVH特性设计方法
一、整车NVH目标的确定 二、NVH目标的分级 三、NVH设计中的CAE方法介绍
第三节 刚弹耦合系统的仿真分析
•第一节 汽车NVH特性 •
一、概述
•
二、声学基础理论
三、汽车中的NVH现象
四、车身的NVH特性 •
1.噪声的客观量度
声压p——是指媒质受到声扰动后压强的改变量。设静态大 气压强为p0，空气受到声扰动后的压强为p，则
声强I——在单位时间内流过垂直于声传播方向上的单位面 积的平均声能通量
I wc0
• 确定其客观性能 • 将主观NVH目标转化为客观的整车NVH目标
– 驾驶员耳旁声压级 – 敏感点加速度响应 – 车身振动模态频率等
• 研究并规划在这个市场定位水平上的未来NVH特性的改进 趋势
•第二节 NVH特性设计方 •
法
一、整车NVH目标的确定
二、NVH目标的分级
三、NVH设计中的CAE方 法介绍
– H—Harshness（声振粗糙感）
– 三者常同时出现且密不可分
• 汽车NVH特性
– 指在车室振动、噪声的作用下，乘员舒适性主观 感受的变化特性
– 是人体触觉、听觉以及视觉等方面感受的综合体 现，也可以用振动、噪声等性能的客观物理量加 以衡量
•第一节 汽车NVH特性 •
一、概述 二、声学基础理论 三、汽车中的NVH现象 四、车身的NVH特性
•第二节 NVH特性设计方 •
法
一、整车NVH目标的确定
二、NVH目标的分级
三、NVH设计中的CAE方 法介绍
车身系统的NVH特性目标包括
– 弯曲和扭转刚度 – 模态特性 – 声学振动灵敏度 – 噪声的衰减特性 – 动力总成的振动及其辐射的噪声 – 底盘悬架系统的动态特性等
•第二节 NVH特性设计方 •
• 车外噪声
– 城市环境主要的噪声源，必须严格控制
• 标准
– 车外噪声：
• GB1495-2019：汽车加速车外噪声小于88dB，M1类汽车应 小于77 dB
– 车内噪声：
• 美国在1985年就规定公共汽车的车内噪声不得超过80dB • 我国尚无强制性法规
•第一节 汽车NVH特性
一、概述 二、声学基础理论 三、汽车中的NVH现象 四、车身的NVH特性
一、隔声与吸声 二、车内噪声的主动控制
第七节 NVH特性研究的试验方法
一、NVH特性的评价方法 二、消声室内的噪声试验 三、道路噪声试验
•第一节 汽车NVH特性 • NVH
缩减为一个具有较少自由度的模型
– 模态综合法则是在有限元法基础上发展起来的一种对复 杂结构进行振动分析的有效方法
•第三节 刚弹耦合系统 的仿真分析
一、刚弹耦合系统的 建模理论
二、模型的建立与仿 真分析
三、NVH设计中的CAE方 •
法介绍
不同系统和子系统的模态频率对于确定汽车整体NVH 特性起着关键作用
例：
– 为防止共振，系统模态频率之间应该分离，并与激励频 率分开
– 某汽车装备V6发动机，其稳态怠速转速650r/min；发动 机首阶激励（第3阶）在32.5Hz，对转向柱的抖动特性影 响很大
– 根据转向柱支承系统实际情况，将其垂直方向模态频率 设置为29Hz，横向模态设置为36Hz，降低了转向柱管的 抖动，改善了整车的NVH特性
1．用模态方法描述弹性体—模态综合法
• 动力缩减-部件模态综合法CMS
– 模态综合法基本思想
① 把复杂结构分为若干部件(子结构) ② 每个部件可用计算或试验的方法求得模态参数
③ 根据边界条件，将各子结构的模态特性叠加起来，再通 过平衡方程和约束方程将物理坐标约简，得到用广义坐 标(模态坐标)表示的运动方程，由此可计算组合系统的 动态响应
一、刚弹耦合系统的建模理论 二、模型的建立与仿真分析
第四节 声固耦合系统的仿真分析
一、声固耦合系统的建模理论 二、模型的建立与仿真分析 三、汽车NVH特性的诊断技术
第五节 统计能量分析及其应用
一、概述 二、统计能量分析的基本理论 三、利用统计能量分析研究车内噪声 四、能量流动方法
第六节 车内的降噪措施
•第二节 NVH特性设计方 •
法
一、整车NVH目标的确定
二、NVH目标的分级
三、NVH设计中的CAE方 法介绍
分级
– 结合试验和CAE方法，指将整车NVH目标转化为车身结 构、动力总成悬置等系统和部件目标水平的过程
– 例：一阶模态频率、车身接头刚度、车身在悬架上的安 装部位刚度等
– 为设计人员提供相关部件设计的详细准则
• 对40Hz以下NVH特性的模拟非常准确
– 刚度较小的系统（如车身系统）
• 采用有限元方法建立弹性体（或柔体）模型，再与多刚体 系统模型相结合，建立整车的刚弹耦合模型模拟
• 适用的频率范围也提高到200Hz以上
•第二节 NVH特性设计方 •
法
一、整车NVH目标的确定 二、NVH目标的分级 三、NVH设计中的CAE方
– 将不同频率下同样响度级的各点连接起来，得到等响曲 线
•第一节 汽车NVH特性 •
一、概述 二、声学基础理论 三、汽车中的NVH现象 四、车身的NVH特性
2、噪声的主观量度与计权声级
– 为了使声音的量度与人耳听觉感受一致，在声级计等测 量仪器上都设置了频率计权网络（即滤波器），对所测 量的噪声信号按频带进行衰减
• 声压级
• 声强级
•第一节 汽车NVH特性 •
一、概述 二、声学基础理论 三、汽车中的NVH现象 四、车身的NVH特性
2、噪声的主观量度与计权声级
– 人耳对噪声的主观感受不但与声音的强弱有关，还与频 率有关，在人耳敏感频段的声音听起来会更响一些
– 以1000Hz纯音为标准定义其声压级为响度级，单位为 phon。其它频率声音的响度级通过与1000Hz的纯音相比 较确定
•
汽车NVH特性设计方法
– 建立在CAE基础之上 – 以改善汽车NVH特性为目标 – 声学设计方法：以降低车内总体噪声水平为目的
汽车NVH特性设计方法贯穿于新车型的研发过程，也 在现有车型的改进设计中起到重要作用
•第二节 NVH特性设计方 •
法
一、整车NVH目标的确定
二、NVH目标的分级
三、NVH设计中的CAE方 法介绍
•第二节 NVH特性设计方 •
法
一、整车NVH目标的确定
二、NVH目标的分级
三、NVH设计中的CAE方
法介绍
•
NVH设计过程中，为进行NVH目标的分级、评价，改 善汽车的NVH特性，应建立用于整车NVH特性研究的 CAE模型
不同子系统、不同NVH问题，采用的CAE方法不同
– 悬架、转向系等系统
• 研究其低频范围的动力学特性时主要采用多刚体系统动力 学方法
整车研发过程中，NVH特性研究分为以下四个阶段：
调研，对标，确定整车NVH特性目标
1. 整车仿真分析 2. 分级匹配各系统、子系统的NVH目标
部件结构设计，实现子系统和整车的性 能目标
样车的试验与调整
•第二节 NVH特性设计方 •
法
•
一、整车NVH目标的确定
二、NVH目标的分级
三、NVH设计中的CAE方
汽车
– 激励源：发动机、传动系统、车轮和轮胎、不平路面和风等 – 传递器：悬架系统、悬置系统、车身结构系统 – 响应器：车身和车室空腔
•第一节 汽车NVH特性 •
一、概述 二、声学基础理论 三、汽车中的NVH现象 四、车身的NVH特性
•
汽车
– 激励源：发动机、传动系统、车轮和轮胎、不平路面和风等 – 传递器：悬架系统、悬置系统、车身结构系统 – 响应器：车身和车室空腔
一、刚弹耦合系统的 建模理论
二、模型的建立与仿 真分析
• 有限元方法 + 多刚体系统动力学方法，建立整车的刚 弹耦合模型，预测车身的振动和车室内的声压
•第三节 刚弹耦合系统 的仿真分析
一、刚弹耦合系统的 建模理论
二、模型的建立与仿 真分析
1．用模态方法描述弹性体—模态综合法
• 动力缩减-部件模态综合法CMS
③ 界面点：转向盘、仪表板、地板、座椅、耳旁
•第一节 汽车NVH特性
一、概述 二、声学基础理论 三、汽车中的NVH现象 四、车身的NVH特性
噪声 • 是NVH问题中很重要的部分 • 车内噪声
– 车身壁板振动产生的噪声 – 空气冲击摩擦车身形成的噪声 – 外界噪声源（如发动机、轮胎、制动器等）传入的噪声
•
汽车上的振动
– 路面不平度引起的车身垂直方向振动 – 发动机不平衡往复惯性力产生的车身振动 – 转向轮的摆振 – 传动系的扭转振动等
特点
① 很多振动都是随机振动，通常用振动量的均方根值来衡 量，并且按照频率加权计算
② 对人体舒适性影响较大的振动主要表现为界面点对人体 输入的低频振动，频率范围1~80Hz左右
法介绍
整车水平的NVH目标在项目的早期制订 主要步骤：
1. 根据目标人群特点和顾客的驾驶评估确定与汽车NVH特 性相关的重要项目，如：车内噪声、地板振动、转向盘 抖动等
2. 制订主观NVH目标
• 对标、顾客和专家的驾驶评价 • 对将要开发汽车性能的未来规划 • 车内的噪声水平、振动感受等
3. 对标车试验，据此建立整车NVH目标
普通高等教育 “十一五”国家级规划教材
《汽车车身设计》
第五章 车身NVH特性研究
提纲
第一节 汽车NVH特性
一、概述 二、声学基础理论 三、汽车中的NVH现象 四、车身的NVH特性
第二节 NVH特性设计方法
一、整车NVH目标的确定 二、NVH目标的分级 三、NVH设计中的CAE方法介绍
第三节 刚弹耦合系统的仿真分析
•第一节 汽车NVH特性 •
一、概述
•
二、声学基础理论
三、汽车中的NVH现象
四、车身的NVH特性 •
1.噪声的客观量度
声压p——是指媒质受到声扰动后压强的改变量。设静态大 气压强为p0，空气受到声扰动后的压强为p，则
声强I——在单位时间内流过垂直于声传播方向上的单位面 积的平均声能通量
I wc0
• 确定其客观性能 • 将主观NVH目标转化为客观的整车NVH目标
– 驾驶员耳旁声压级 – 敏感点加速度响应 – 车身振动模态频率等
• 研究并规划在这个市场定位水平上的未来NVH特性的改进 趋势
•第二节 NVH特性设计方 •
法
一、整车NVH目标的确定
二、NVH目标的分级
三、NVH设计中的CAE方 法介绍
– H—Harshness（声振粗糙感）
– 三者常同时出现且密不可分
• 汽车NVH特性
– 指在车室振动、噪声的作用下，乘员舒适性主观 感受的变化特性
– 是人体触觉、听觉以及视觉等方面感受的综合体 现，也可以用振动、噪声等性能的客观物理量加 以衡量
•第一节 汽车NVH特性 •
一、概述 二、声学基础理论 三、汽车中的NVH现象 四、车身的NVH特性
•第二节 NVH特性设计方 •
法
一、整车NVH目标的确定
二、NVH目标的分级
三、NVH设计中的CAE方 法介绍
车身系统的NVH特性目标包括
– 弯曲和扭转刚度 – 模态特性 – 声学振动灵敏度 – 噪声的衰减特性 – 动力总成的振动及其辐射的噪声 – 底盘悬架系统的动态特性等
•第二节 NVH特性设计方 •
• 车外噪声
– 城市环境主要的噪声源，必须严格控制
• 标准
– 车外噪声：
• GB1495-2019：汽车加速车外噪声小于88dB，M1类汽车应 小于77 dB
– 车内噪声：
• 美国在1985年就规定公共汽车的车内噪声不得超过80dB • 我国尚无强制性法规
•第一节 汽车NVH特性
一、概述 二、声学基础理论 三、汽车中的NVH现象 四、车身的NVH特性
一、隔声与吸声 二、车内噪声的主动控制
第七节 NVH特性研究的试验方法
一、NVH特性的评价方法 二、消声室内的噪声试验 三、道路噪声试验
•第一节 汽车NVH特性 • NVH