汽车车身NVH特性分析与结构优化设计
汽车驱动桥NVH性能分析与优化
汽车驱动桥NVH性能分析与优化摘要：为实现汽车驱动桥NVH性能的分析与优化，本文中建立了驱动桥NVH性能分析与优化流程及方法，对分析过程中所应用的有限元、振动响应、声学仿真和拓扑优化等方法进行了综合研究，恰当地选取了分析方法、计算方法、分析软件。
然后，以某车在60～65km/h加速行驶工况出现噪声大的问题为例进行分析与优化。
最后，对优化后驱动桥进行整车NVH测试，验证了所建立的分析流程及方法的有效性。
关键词: 汽车驱动桥；有限元分析；振动响应；声学仿真分析；NVH测试前言(3)后驱动桥是汽车底盘传动系统的重要组成部分，同时也是主要噪声源之一，它的NVH性能对整车NVH性能有直接影响。
学者对后驱动桥NVH性能的分析与优化开展了大量研究。
虽然研究对汽车驱动桥NVH性能分析与优化做了很多工作，取得许多成果，但仍然存在一些不足。
1 驱动桥 NVH 性能系统分析流程模态分析对后驱动桥进行模态分析，目的是得到各阶模态频率，来确认其是否与其他激励源产生共振。
前期研究结果表明，后桥噪声主要是主减速器齿轮啮合冲击通过轴承传至后桥壳产生振动引起的辐射噪声，差速器在普通工况下一般不起作用，本文中主要是对后桥壳进行模态分析。
1.1 有限元建模采用 UG 软件系统建模，网格划分过程中，主减速器壳选取四面体单元划分，单元质量主要控制参数如表1所示，最后给各个部件赋相应的厚度和材料属性，如表2所示。
将模型导入ansys workbench软件，得到有限元模型。
2 振动响应分析振动响应分析的目的是确定响应较大部位，以实现后续精准优化。
频率响应分析是指结构对某载荷(可以是冲击载荷，也可能是一频率在一定范围内的载荷)的响应。
根据驱动桥噪声机理，以及驱动桥NVH性能分析需要，在进行频率响应分析前，需要先计算其轴承的载荷。
使用模态分析结果，计算桥壳振动响应，求解已知1～2000 Hz频段的所有结果。
将频率范围设成1～2000Hz。
选择模态叠加法来进行分析，ANSYS workbench求解，得到结果。
车身结构优化设计与性能分析
车身结构优化设计与性能分析一、前言汽车行业经历了长达一个世纪的发展，车身结构也随之不断进化。
从最初的单纯金属制造到现在的多材料结构，每一次的演变都让汽车更加安全与高效。
本文将从车身结构的优化设计入手，探讨如何提高汽车性能。
二、车身结构的优化设计1. 材料选择在过去，车身结构主要是由钢铁等金属材料构成，但现在随着新材料技术的不断发展，更多的新材料被应用于车身结构上。
比如碳纤维，它的强度和刚度比钢铁还高，同时它的重量却要轻很多，可以大大减轻汽车的整体重量，提高汽车的燃油效率和节能性能。
2. 结构设计车身结构设计需要考虑车辆的性能和安全性。
为了达到这些目标，工程师们通常会采用一些设计手段来确保车辆在各种条件下的安全性和性能。
例如，在汽车碰撞时，工程师必须确认车身结构能承受撞击力，并且车内乘客得到足够的保护。
设计车身结构时，还要考虑到气动以及流体力学特性，以确保汽车在高速行驶的过程中能够保持稳定的行驶。
3. 仿真计算与传统的试错方法相比，仿真计算可以更加快速而精确地对车身结构进行评估，减少时间和成本。
使用高效的计算机仿真软件，工程师们可以对施力、载荷、应力、扭矩和应变等因素进行详细的分析和优化。
在此基础上，设计出更加优异的车身结构，缩短研发周期，提高产品质量。
三、车身结构性能分析1. 刚度车身结构的刚度对于汽车牵引、平稳行驶、路面过滤等方面的表现有极大的影响。
由于车身结构的强度和刚度取决于材料和构造，在材料性能相同时，通过合理结构设计和优秀的组装工艺可以极大提高车身的刚度。
2. 强度车身结构的强度代表着汽车在受到外力冲撞时对撞击力的抵抗能力。
因此，提高车身的强度可以保证汽车在各种行业标准测试下的安全性能。
3. 抗拉能力抗拉能力是车身结构性能的一个重要指标，它代表了车身在受到拉力时的能力。
因此，车身结构的材料和结构设计需要具备足够的抗拉能力，以确保车辆在行驶过程中不易损坏。
4. 范德瓦尔斯力分析驾驶车辆时，车身的稳定性对乘客的感觉和安全性都是非常重要的。
整车NVH性能优化研究
整车NVH性能优化研究近年来，随着汽车工业的快速发展，车辆的噪声、振动、刺激性等惯性噪声引起了人们越来越多的关注。
这种情况迫使汽车制造商采取更多措施来降低舒适度不佳的问题，提高车辆的NVH性能，以满足汽车消费者对舒适乘坐的追求。
NVH是指车辆的噪声、震动和刺激性表现。
具体地说，NVH的性能包括减少车辆内部噪声、提高车辆行驶平稳性、降低震动等方面。
为了实现这些优化，汽车制造商必须采用全面的方法，以确保整车NVH性能的合理性。
改善车辆NVH性能的方式非常多，主要包括减小噪声振动、降低结构声响、改善空气动力噪声振动、改变排气声噪性、减少底盘噪声、在车辆设计中考虑座椅阻尼和不适感、将吸音材料应用于车辆地板等方面。
下面将分别对这些方法进行深入探讨。
首先，减小噪声振动是改善车辆NVH性能的重要方法之一。
为实施此方法，汽车制造商可以通过改变车辆结构、加强座椅振动吸收能力、采用恰当的排气噪声吸附材料等一系列措施来达到减少噪声振动的效果。
其次，降低结构声响是改善车辆NVH性能的另一种方法。
为了实现这种解决方案，汽车制造商可以在车辆构造设计中采用一些新型材料，如碳纤维、玻璃纤维等，以最大程度地减少结构声响。
第三，采用优良的空气动力噪声振动是改善车辆NVH性能的一个重要方案。
为了实现这种方案，汽车制造商可以采用一些新型的气动噪声降低技术，如关注表面细节、使用低圆周数引擎等，以实现低空气动噪声振动的目的。
第四，改变排气声噪性也是改善车辆NVH性能的有效方法之一。
为了实现这个目标，汽车制造商可以使用一些特殊的喇叭材料和设计技术，以更好地控制排气声音，并在车辆设计中重视音量控制。
第五，在车辆设计中考虑座椅阻尼和不适感也是改善车辆NVH性能的有效工作之一。
为了实现这个目标，汽车制造商可以通过考虑座椅填充物的弹性、结构和形状等因素，以降低车辆座椅的不适感，并最小化座椅的振动传递。
最后，将吸音材料应用于车辆地板是改善车辆NVH性能的有效方法之一。
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。
汽车车身的设计第五章 车身NVH特性的研究
•
车内低频噪声的计算
– 一般是利用有限元方法实现 ① 将车内空腔划分网格，建立有限元模型 ② 车内空腔与车身结构模型耦合，建立声固耦合模型 ③ 计算车室空腔的声学特性，车内噪声响应
中高频（300Hz以上）NVH特性的仿真
– 应采用建立在空间声学和统计力学基础上的统计能量分 析（SEA）方法
•第三节 刚弹耦合系统 的仿真分析
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
新开发汽车的分级
1. 参考BIC汽车的基本数据实现 2. BIC的系统和部件NVH特性水平作为初始设计目标
3. 再根据经验，结合实际情况进行修改，作为早期系统和 部件的NVH目标
4. 结构设计师按照部件的目标要求进行结构设计
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
•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
• 车外噪声
– 城市环境主要的噪声源，必须严格控制
基于NVH性能的汽车车身结构设计
还有散热器安装点和排气管吊挂点等；
强板，形成的立体结构能达到大幅度提升安装点动刚
2）车身整体静刚度：主要包括车身整体扭转刚度、 度的效果。
整体弯曲刚度；
对车身前、后悬架安装点处施加 ，， 向单位激
3）车身整体模态：包含 TB模态和 BIW 模态，主要 励，在 0800Hz的频率范围内，要求计算结果大于等
2第0169（期6）
Design-Innovation
技术聚焦
大致可以分为 7个部分：
当单层加强板提升动刚度不能满足要求时，可通
1）车身重要安装点动刚度：主要包括前、后悬架与 过更改固定点结构形式，即采用 2道加强板构成立体
车身的连接点，动力总成在车身上的悬置点等，此外， 结构进行加强。将普通螺母改为套管螺母，连接 2层加
尤其是薄板面刚度和各种功能件的安装点刚度；
几何图形边边相连，形成一个坚固的壳体。但是受限于
6）车身声腔模态：包括车身上所有腔体内区域的 车身的功能需求，车身的架构虽不能规则如球状，但是
[3]
特性以达到控制振动和噪声的目的 。在设计开发ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ段
就应该严格控制车身的振动噪声，使其达到较好的效
[4]
果 。基于此，文章从车身结构角度出发，探讨提升车辆
NVH性能的方法，为车身结构设计提供参考。
! 汽车 "#$ 概述
%&! "#' 发生机理
激励源
传递系统
响应系统
主观感受
发动机 变速箱 轮胎 路面 气流
[2]
展方向 。与此同时，国际市场越来越严格的汽车噪声 的主观感受。
标准对车辆的准入设定了更高的限制。在此背景下，车
辆的 NVH性能正在成为汽车研发过程中最为重要的
整车NVH性能分析及优化研究
整车NVH性能分析及优化研究近年来，随着汽车的不断发展与普及，消费者对驾驶舒适性的要求也越来越高。
而整车的NVH （Noise, Vibration, and Harshness）性能是影响驾驶舒适性的重要因素之一。
因此，如何进行整车NVH性能分析及优化研究，成为了当前汽车工业面临的一个重要课题。
整车NVH性能分析的基础是对NVH的三个构成要素进行深入了解。
其中噪音是指声音造成人类耳朵中非常不愉悦的刺激，振动是指物体的周期性或非周期性的运动，包括自由振动和强迫振动，而且通常是场景共振引起的。
调和性(Harshness) 是指任何严厉或刺耳的质感，通常来自电气或机械系统中的高频振动和噪声。
而整车NVH性能则是指汽车在行驶过程中所产生的噪音、振动和严厉感。
为了针对整车NVH性能问题进行分析，必须首先对NVH产生的原理进行深入了解。
从噪声角度而言，汽车噪声的主要来源是发动机和排气系统、轮胎与路面的接触、风阻、发动机舱、空调风扇等各种设备系统，而针对这些噪声的降噪措施通常包括隔音措施、吸声措施和降噪措施等。
从振动角度而言，汽车的主要振动源是发动机、传动系统、底盘和车身等部分，因此对应的降振措施则通常包括强化接头间的减振和隔振装置等。
同时，消除汽车中的严厉感通常则是通过消除有害的噪声和振动源来达到的。
在进行整车NVH性能优化研究时，通常的方法是进行模型预测和试验研究。
模型预测主要通过CAD/CAM软件模拟汽车运行过程中的噪声、振动和严厉感，从而预测整车NVH性能情况。
而试验研究则是通过在实际汽车行驶过程中进行测量和分析，以验证模型预测的准确性，从而得出更加准确的优化结论。
综合以上分析，进行整车NVH性能分析及优化研究的关键在于准确理解NVH的构成要素及其产生的原理。
针对性地进行降噪、降振和消除严厉感的措施，也是关键的优化手段。
通过采用精细的软件预测和实际研究结合的方法，能够实现整车NVH性能的有效优化，有效提高汽车的驾驶舒适性和市场竞争力。
车身NVH技术
车身NVH技术随着现代社会的发展，汽车已经成为人们生活中不可或缺的交通工具。
然而，一直以来，汽车噪音、振动和粗糙度（NVH）问题一直困扰着驾驶者。
为了提供更加舒适和安静的驾乘环境，汽车制造商致力于车身NVH技术的研发和改进。
本文将介绍车身NVH技术的原理和应用。
一、车身NVH技术的原理车身NVH技术主要通过减少噪音、振动和粗糙度，提高驾乘舒适性。
具体来说，它包括以下几个方面的内容：1. 噪音控制：通过采用吸音材料和隔音设计，减少外界噪音对车内的影响。
例如，在汽车车身结构中使用隔音板、吸音泡沫等材料，以减少引擎、轮胎以及来自道路的噪音传导。
2. 振动控制：通过设计和使用减振器、弹性悬挂系统等措施，减少汽车震动对驾乘舒适性和稳定性的影响。
例如，采用减振器来消除发动机和变速器的振动，使用弹性悬挂系统来吸收道路不平坦带来的振动。
3. 粗糙度控制：通过优化车身表面质量和设计，减少颠簸、颤抖感。
例如，改进车身焊接工艺，减少焊接缺陷和表面不平整，通过涂覆材料来改善表面质量。
二、车身NVH技术的应用车身NVH技术广泛应用于汽车制造业的各个环节，以下是几个重要的应用领域：1. 汽车设计：在汽车设计阶段，车身NVH技术被用于评估和优化车身结构，以最大程度地减少车辆噪音和震动。
通过使用噪音模拟软件和振动分析工具，汽车制造商可以提前预测和解决潜在的NVH问题。
2. 材料选择：在选择车身材料时，NVH性能是一个重要的考虑因素。
例如，吸音材料的选用可以有效地降低噪音传导，而轻质、高强度的材料可以减少振动和粗糙度。
3. 制造工艺：车身NVH技术在汽车的制造过程中也起到了重要的作用。
合理的焊接工艺、涂覆工艺和装配工艺可以减少车身表面的缺陷和不平整，提高车辆的质量和舒适性。
4. 检测和评估：在汽车制造完成后，车身NVH技术被用于进行噪音、振动和粗糙度的检测和评估。
通过使用专业的测试仪器和方法，制造商可以对车辆进行全面的NVH性能评估，以确保其符合相关标准和用户需求。
车身NVH分析优化及应用
车身NVH分析优化及应用车身噪音、振动和刚度（NVH）是衡量汽车质量和舒适性的重要指标之一、车身NVH的分析和优化对于提高汽车的质量和驾驶乘坐的舒适性至关重要。
本文将从车身NVH的分析方法和优化策略两个方面进行探讨，并讨论其在实际应用中的具体应用和效果。
首先，车身NVH的分析方法包括模态分析、频响函数分析和有限元分析。
模态分析用于确定车身结构的固有振动频率和模态形态，从而了解车身结构的振动特性。
频响函数分析根据车身结构的偏离来计算车身振动的幅度和相位响应，以评估车身结构的振动性能。
有限元分析是一种数值模拟方法，通过将车身结构离散为有限数量的元素，计算车身结构的振动与噪声响应。
这些分析方法可以帮助工程师识别和解决车身NVH问题，并优化车身结构和材料，以降低振动和噪音水平。
其次，车身NVH的优化策略主要包括减振、隔离和刚度调整。
减振是通过将能量从车身结构中传递到其他部件来减少振动。
常见的减振方法包括加装减振材料（如消音板、隔热材料等）、减振器（如液压减振器、弹性减振器等）和结构优化（如改变材料厚度、调整支撑结构等）。
隔离是通过加装隔振器件（如弹簧隔振器、气囊隔振器等）或调整车身结构刚度来隔离外界振动，使其不传递到车内。
刚度调整是通过增加或减小车身结构的刚度来调整振动模态，从而减少特定频率的振动和噪音。
车身NVH优化的具体应用可以在车辆设计和制造的各个阶段进行。
在设计阶段，工程师可以利用模态分析和有限元分析来评估不同车身结构和材料的振动和噪音性能，并选择最佳方案。
在制造阶段，工程师可以通过加工精度和装配质量的控制来减少车身结构的不均匀性，从而降低振动和噪音水平。
此外，在车辆投入使用后，工程师可以通过振动和噪音的实测和分析来优化车身结构和装配，以提高用户的驾驶和乘坐体验。
总之，车身NVH的分析和优化对于汽车的质量和舒适性至关重要。
通过合理的分析方法和优化策略，可以有效减少车身振动和噪音，提高驾驶和乘坐的舒适性。
一种MPV车身NVH性能结构的优化方案
AUTO TIME149MANUFACTURING AND PROCESS | 制造与工艺 时代汽车 一种MPV 车身NVH 性能结构的优化方案肖春燕 王玉雷上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007摘 要： 本文首先对某款MPV 车型T2'与T2''数据的制动噪声进行加速、路噪、怠速带载载荷分析。
三种载荷下的弱点分析及优化，寻找车身方案，T2'模型方案对比T2''模型方案，车身方案在不同载荷下的验证，减重方案，有效的解决了整车路噪低频压耳声的问题。
关键词：路噪 模态分析 车身优化1 引言车身是整车零部件的载体，白车身的振动特性对整车的动态特性具有决定性的意义，它不仅影响汽车的强度、刚度、可靠性和使用寿命，更影响整车的NVH 性能。
祝丹晖[1]对通风盘结构进行了优化和样件制作，通过分析结果均表明优化方案可完全解决车内制动噪声问题。
廖毅[2][3]通过du 对车辆NVH 性能改进提供理论参考，缩短了开发周期和降低开发成本，通过路噪机理进行分析，运用多参考分析的传递路径分析（TPA）方法进行路噪识别，解决了路噪轰鸣声的问题。
杜庆贺[3]通过路噪机理进行分析，运用多参考分析的传递路径分析（TPA）方法进行路噪识别，解决了路噪问题。
车型的路噪问题是NVH 中非常重要的考核项，通常会引起客户的抱怨。
2 问题描述本文通过对某MPV 车型T2数据阶段的车身模态分析，发现多处出现路噪情况，具体问题如下图１所示。
2.1 前围板合件当发动机转速达到2500rpm 时，前围板位置出现加速轰鸣声。
2.2 后侧围内板合件后侧围栏内板三号排气挂钩位置处，出现声传函较高、局部动刚度低的问题。
2.3 顶盖前横梁当发动机转速达到1600rpm 附近时，前排和后排出现轰鸣声。
低配版的车身第三排出现41HZ 路噪。
3 方案优化及验证基于整车路噪模态数值没有达到预想的数值，现需要在车身结构方面，车身零件做局部更改，具体更改内容如下所示。
整车NVH性能的设计及控制流程
整车NVH性能的设计及控制流程整车NVH（噪声、振动和刚度度量）性能的设计和控制流程是通过在整车设计和制造过程中考虑和处理噪声、振动和刚度方面的问题，以确保车辆在正常运行情况下尽可能地减少噪声和振动的传播，提高车辆的驾驶舒适性和乘坐质量。
以下是整车NVH性能的设计和控制流程的一般步骤和主要内容。
1.制定目标：在整车设计和制造开始之前，制定明确的NVH性能目标。
这些目标可以包括设定最大允许的噪声和振动水平，确定NVH性能的重要性等等。
2.建立NVH团队：组建专业的NVH团队，包括工程师、设计师和测试人员。
团队应具备相关的技术知识和经验，能够开展NVH性能的评估和改进工作。
3.噪声和振动源的分析：对整车的各个组成部分、系统和装配件进行噪声和振动源的分析。
通过使用计算机模拟软件、实验测试和相关工程手段，确定主要噪声和振动源。
4.噪声和振动传递路径的分析：分析噪声和振动在整车结构中的传递路径，并识别传递过程中的能量损失、倍增和共振点。
通过建立整车结构的有限元模型和模拟软件，验证传递途径的准确性。
5.噪声和振动控制设计：通过改进整车结构、优化组件和系统的设计，降低噪声和振动的产生和传播。
这包括通过优化悬挂系统、减震器和扭矩杆等零部件的设计，改变材料和制造工艺，降低噪声振动的产生。
6.噪声和振动隔离和消除设计：通过合理的隔离和消除设计，减少噪声和振动的传递到车辆驾驶室和其他敏感区域。
这可以通过使用隔音材料、减振器、消声器等来实现。
7.NVH跟踪和测试：在整车设计和制造过程中进行持续的NVH性能跟踪和测试。
这包括使用各种测试设备和仪器进行噪声和振动的测量和分析，以评估整车的NVH性能。
8.NVH改进和优化：根据实际测试结果和客户反馈，对整车的NVH性能进行改进和优化。
这可能包括制定针对性的设计和制造改进，以减少噪声和振动的产生和传播。
9.验证和确认：在整车设计和制造完成后，进行最终的NVH性能验证和确认。
通过使用专业的测试设备和方法，比较车辆的实际NVH性能与设计目标的符合程度。
电动汽车动力总成NVH的分析与优化
电动汽车动力总成NVH的分析与优化电动汽车动力总成NVH的分析与优化摘要：随着电动汽车的快速发展，零排放、环保、低能耗的特点越来越受到消费者的青睐。
但是电动汽车在行驶过程中产生的噪音、振动、刺耳的电子噪声等问题也越来越显著，严重影响了乘坐舒适度和全车乘员声学环境。
本文使用有限元方法和数值模拟技术，对电动汽车动力总成的NVH（Noise,Vibration and Harshness，噪、震、刺）特性进行了分析研究，并针对诸如电驱动电机噪声、齿轮噪声、结构振动噪声等问题进行了优化设计。
研究结果表明，采用合适的NVH分析方法和优化设计手段能够有效地提高电动汽车的乘坐舒适度、降低NVH噪声水平，促进电动汽车技术的不断发展和普及。
关键词：电动汽车；动力总成；NVH；优化设计；有限元方法；数值模拟技术一、绪论随着环保意识的不断增强和新能源政策的不断推进，电动汽车作为一种具有广阔应用前景的新型交通工具已经逐渐进入人们的视野。
相较传统的燃油汽车，电动汽车具有零排放、环保、低能耗等优点，越来越受到消费者的青睐。
但是，随着电动汽车的不断推广和普及，越来越多的消费者开始对其所产生的噪音、振动、刺耳的电子噪声等问题提出异议。
因此，研究电动汽车的NVH特性，对于提高其乘坐舒适度和全车乘员声学环境，进而推动电动汽车技术的不断发展和普及具有重要意义。
本文旨在通过有限元方法和数值模拟技术的应用，对电动汽车动力总成NVH特性进行分析研究，并针对其中的若干关键问题进行优化设计。
首先，介绍有关NVH的定义和特点，接着分析电动汽车NVH问题的主要来源和表现，进而提出一套分析方法和优化策略，最后通过实例分析验证其可行性和有效性。
二、NVH问题分析噪声、振动和刺激性（Noise, Vibration and Harshness）是汽车行驶过程中最突出的质量问题之一。
NVH问题通过多种途径表现出来，不仅严重影响汽车的乘坐舒适度，还对车身材料、零部件滑动磨损、动力总成传动系统等构件产生负面影响。
关于汽车车身NVH性能的优化设计
关于汽车车身NVH性能的优化设计摘要：本文以车身结构为研究对象，指出了它在整车NVH开发设计流程中的位置，并简述了车身结构的激励源，分别采用了有限元法和试验法对其模态进行了分析，并结合这两种方法完成了车身的结构优化，提高了整车的NVH性能。
关键词：车身NVH 有限元法试验法结构优化前言车辆的NVH是指在车辆工作条件下乘客感受到的噪声（noise）、振动（vibration）和声振粗糙度（harshness），是衡量汽车质量的一个综合性指标。
车身作为汽车四大系统之一，可直接地将振动噪声传递给乘客，其结构性能的好坏，直接影响整车的NVH性能。
因此，车身结构的各项性能参数在研发阶段必须得到严格的控制，例如车身结构模态。
1 车身结构在整车NVH开发设计流程中的定位车身结构在整车NVH开发设计流程中的定位简单描述见图1。
2 车身结构的振动结构NVH问题涉及的主要因素有：1）输入载荷，如发动机燃烧压力、轮胎不平衡、不规则路面等；2）载荷传递路径上对车身的共振，如悬架的跳动模态、排气系统结构模态、传动系统和后桥模态等；3）车身结构共振对输入载荷的放大作用；4）声学模态的共振对车身板件运动的放大作用。
减少NVH问题最简单的办法就是避免输入载荷频率和结构模态频率接近，可以利用频率分布表完成这一工作。
如果这种情况不可避免，应尽可能减少激振力的大小或者是改变模态振型的形状。
通常影响NVH问题的车身模态对车身结构的影响有一定的范围，整体模态影响到整个车身结构，而局部模态只会影响到局部的区域。
3 车身结构的模态分析3.1 模态分析的理论基础3.2 车身的有限元模态分析分析目的：获得某车型车身结构的主要模态参数。
模型：材料的中间板面采用线性壳体有限元，顶棚与其横梁、风挡玻璃之间采用线性块元素连接，无开关件，见图2。
连接：利用ACM技术手段对所有焊接定义单个固体线性块，对相邻的壳体采用RBE3近似系数进行连接。
点焊采用CWELD元素，螺栓连接和气焊处采用RBE2固体连接方式。
汽车整车NVH性能的优化研究
汽车整车NVH性能的优化研究随着汽车行业的不断发展，NVH性能的优化已经成为了汽车整车设计中的重要环节。
NVH是汽车领域中一个极其重要的概念，包括噪音、振动和杂音三个方面，是评价汽车质量的重要指标。
优秀的NVH性能可以极大提升汽车的驾驶舒适度和安全性，同时也能提高人们对汽车品牌和产品的品质印象。
汽车整车NVH性能的优化是一个非常复杂的过程，需要考虑很多因素。
首先，NVH性能的优化需要对车辆的整体结构进行调整和改进，这对于汽车设计师来说需要具有非常扎实的专业技术和经验。
其次，汽车整车NVH性能的优化还需要通过材料的选择和制造工艺的优化来实现，在这一方面动辄涉及到数百种材料和工艺，需要考虑到它们的特性和互相之间的影响。
为了更好地优化汽车整车NVH性能，我们可以采用以下几点方法：1. 使用优质材料汽车的振动和噪音产生和传递都与材料有关，因此使用优质材料可以有效减少噪音和振动。
例如在汽车生产中采用高强度钢材料可以有效降低车身的重量同时提高强度，减少振动和噪音产生。
2. 优化车身结构车身结构对于NVH性能的影响非常大，因此设计合理的车身结构对于优化NVH性能至关重要。
例如，减少底盘空气空穴可以减小风噪的产生，采用合理的底盘设计可以有效提高车辆的舒适性和稳定性。
3. 优化发动机、变速器等关键零部件发动机和变速器等核心零部件产生的噪声和振动对NVH性能的影响非常大，优化这些零部件就可以有效降低汽车的噪音和振动。
例如，在设计发动机时采取相应的减振措施，能够有效减少噪音和振动。
同时，将变速器采用滑动减噪设计，可以有效减轻噪声和振动。
总之，为了实现汽车整车NVH性能的优化，需要加强全车材料、设计和加工的质量控制，优化考虑区域兼容性，优化NVH评估技术手段以及建立完善的NVH性能综合评价体系。
在此基础上，加强汽车整车NVH性能的优化是完全可行的，也是我们应该持续推进的一个方向。
汽车NVH特性研究综述
汽车NVH特性研究综述汽车噪音、振动和刚度特性（NVH）是评估和改进汽车舒适性的重要因素。
在汽车设计和制造过程中，NVH是一个不可忽视的问题。
因此，对汽车NVH特性进行深入研究非常重要。
本文将综述近年来对汽车NVH特性研究的一些重要进展。
汽车NVH特性研究主要涉及四个方面：噪音、振动、刚度和舒适性。
首先，研究汽车噪音特性是为了提高车内外的声学环境。
汽车行驶过程中，引擎噪音、风噪音和胎噪音是主要噪音源。
研究者通过改变汽车的设计和材料来降低噪音级别，例如使用吸音材料和隔音玻璃。
其次，研究汽车振动特性是为了减少车辆震动对驾驶员和乘客的不适。
汽车振动主要来自引擎、悬挂系统和车轮。
研究者通过改变悬挂系统和减震器的设计来减少振动。
此外，研究还包括对振动模型的建立和振动分析的方法，以优化汽车的振动性能。
第三，研究汽车刚度特性是为了提高车辆的稳定性和操控性能。
刚度是指汽车结构对外部负载的抵抗能力。
研究者通过优化车身、悬挂系统和底盘结构的刚度来提高汽车的稳定性和操控性能。
此外，刚度对振动和噪音的传播也有影响，因此研究刚度特性是提高汽车NVH性能的关键。
最后，研究车辆舒适性是为了提供更好的驾驶体验和乘坐体验。
舒适性涉及到座椅和悬挂系统的设计，以及对震动和噪音的控制。
研究者通过进行人体工程学研究和仿真分析来改善汽车的舒适性。
近年来，随着计算机仿真和实验技术的进步，汽车NVH特性研究取得了许多重要成果。
例如，研究者通过使用声学和振动传感器进行实验测量，获取了车辆的声学和振动特性。
同时，借助计算机仿真技术，可以对汽车的NVH特性进行模拟和分析，以及优化设计。
然而，汽车NVH特性研究仍然存在一些挑战。
首先，汽车的NVH特性受多个因素影响，包括结构、材料、动力系统、悬挂系统等，因此需要多学科的研究方法来全面分析。
此外，汽车的NVH性能可能在不同的工况下表现出不同的特性，因此需要进行动态特性的研究。
另外，汽车NVH特性研究需要充分考虑环境因素和非线性效应。
整车NVH性能优化的研究与实践
整车NVH性能优化的研究与实践随着汽车产业的不断发展，消费者对汽车的需求也越来越高，除了舒适性和安全性，NVH（噪音、振动与硬度）成为了一种重要的衡量标准。
因此，汽车制造商不仅注重汽车的驾驶性能和外观设计，也注重车辆NVH性能的优化。
本文将重点介绍整车NVH性能优化的研究与实践。
一、整车NVH性能的定义NVH是乘坐汽车时会被感知到的噪声、振动和硬度，也是制约汽车舒适性和驾驶安全的重要因素之一。
因此，整车NVH性能通常指汽车在静止、行驶、高速运行等不同工况下的NVH性能评估指标。
一般包括噪声、振动、硬度等方面。
二、整车NVH性能的优化方法1. 传统NVH优化方法传统NVH优化方法主要包括质量控制、隔音措施、降振措施等。
其中，质量控制主要是通过优化零部件的加工工艺和材料选择等，确保零部件的制造精度和一致性，从而增强整车结构稳定性和NVH性能。
隔音措施主要包括在车辆结构内部和顶盖、底盘等外部部件加装吸音材料、隔音材料等，以减少内外部噪音的传播。
降振措施主要是通过优化车身结构设计、加装阻尼材料等措施，有效降低整车振动。
2. 基于CAE的NVH优化方法随着计算机辅助工程（CAE）技术的发展，基于CAE的NVH优化方法得到了广泛应用。
这种方法主要是通过建立仿真模型，并进行振动模拟分析、噪声辐射特性仿真等，以针对不同的在静止、行驶、高速运行等不同工况下的NVH问题，优化整车结构设计、零部件匹配和材料选择等，从而有效提升整车NVH性能。
3. 基于主动控制的NVH优化方法随着车载电子产品和智能控制技术的应用，基于主动控制的NVH优化方法也发展起来。
该方法主要是通过在车辆结构上加装振动传感器和执行器等装置，实现对车辆振动的主动控制。
例如，在车辆悬挂系统中集成主动隔振系统，通过实时调节阻尼和弹性，能有效减弱车体与路面的振动，增强整车NVH性能。
三、整车NVH性能优化的实践案例1. 宝马5系车型宝马5系车型在新一代产品设计中注重优化NVH性能，采用了多项技术改进，包括采用高强度材料，降低车身重量，加装降噪材料，精细调节车辆表面的风阻等，综合提升了整车的NVH性能表现。
汽车 车身NVH基本原理及方案资料
车身刚度主要分为整体刚度和局部刚度，而车身刚度设计是车身NVH性能的 基本要素。高刚度和轻量化指标成为车身开发中日益发展的趋势。
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。
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。
目
录
第一部分：汽车车身NVH概述 第二部分：车身结构NVH控制 第三部分：车身声学包装 第四部分：车身ＮＶＨ灵敏度控制 第五部分：低风噪车身设计 第六部分：车身声品质控制
1. 车身结构与NVH问题 2. 车身NVH性能的传递路径分析
• 结构声对车身的传递 • 空气声对车身的传递 3. 车身模态分离 4. 车身ＮＶＨ的目标体系 5. 车身ＮＶＨ研究的内容
车身的整体刚度指标是汽车开发中的基础指标，也是整车NVH性能、碰撞安全、 疲劳耐久和异响控制等性能的基础指标。对参考车型的车身刚度对标分析，可以为新 车型开发的车身指标设定提供参考。
通常，C级以上车型的静弯曲刚度指标：>11000 N/mm； 静扭转刚度指标：>1000 KNm/rad；
此外，整车与白车身的静弯曲/扭转刚度指标分别相差在10～20%和3～8%之间， 天窗结构会降低约11%左右的车身扭转刚度。
轿车车身NVH特性研究分析
（） ４ （） ５
［ ｛ ＋［ ｛ ＋［ ｛ ＝｛ ｔ ｝ Ｍ］ ｝ Ｃ］ ｝ Ｋ］ ｝ Ｐ（）
若 ｛ （ ） ＝｛｝则得到结构的 自由振动方程。在求结构的固有频率及固有振型时， Ｐ ｔ｝ ０ ， 阻尼对它们 的影响
不大 ， 略去 ， 可 此时无 阻尼 自由振 动运 动方 程改写 为 ：
基金项 目： 福建省 自 然科学基金（ ０６ ０ ９ ） ２０ Ｊ １ ５ 资助。 作者简 介： 陈益严 （９ ７ ， ， １ ５ ～） 男 福州市人 ， 福建工程 学院机电及 自动化工程系副教授。
６
广西工学 院学报
第 １ 卷 ９
１ １ 结构模 态 分析 理论 ．
对结构进行模态分析 ， 是为了获得所研究对象的固有特性。通过模态分析既可 以使结构设计避免共振 或某 一特定频率进行振动， 也可认识结构对于不 同类型的动力载荷是如何响应 的。 结构在作有限元划分后 ， 运动状态中各节点的动力平衡方程为 ： ｛ ｌ ｝ ｝ ｅ（） ＋｛ ＋｛ ＝｛ ｔ ｝ 式中 ： ｝ ｛ ——惯 性力向量 ； ｝ ｛ ——阻尼力向量； ｝ ｛ ——弹性力向量 ；Ｐ（ ）——动力载荷 向量。 ｛ ｔ｝ 惯性力向量可用节点位移 ｛ 和质量矩阵［ ］ ｝ Ｍ 表示 ， 即
第 １卷 ９
Hale Waihona Puke 第４ 期 广 西 工 学 院 学 报
Ｊ 瓜ＮＡ ， Ｆ Ｇ ＮＧ Ｉ ０【 ＩＯ ＵＡ Ｘ ＵＮＩ Ｅ Ｉ Ｙ ０Ｆ１巨＝ Ｖ Ｉ Ｔ ］Ｃ ）ＨＮ０ Ｙ １ ｏＧ
２０ ０ ８年 １ ２月 文章 编号
Ｄｅ ． ９ Ｎｏ ４ ｃ １ ． Ｄｅ ．０ ８ ｃ２ ０
生的噪声是结构噪声 ， 而车室外通过车身孔隙进入车内的噪声则是空气噪声 。随着电子技术的迅速发展， 以 及汽车工业 的不断革新， 人们对汽车乘坐的舒适性 ， 和车内噪声水平 的要求也越来越高。因此车内噪声降低 与车身振动的减弱已成为当今亟待解决的问题 ２。
汽车车身NVH基本原理及方案资料
汽车车身NVH基本原理及方案资料汽车车身NVH（Noise, Vibration, and Harshness）是指汽车在运行过程中产生的噪音、振动和粗糙感。
车身NVH的质量对汽车的舒适性和乘坐体验有着重要的影响。
本文将介绍汽车车身NVH的基本原理及相应的解决方案。
1.噪音：汽车在行驶过程中会产生很多噪音，如发动机噪音、风噪音、轮胎噪音等。
这些噪音会直接影响驾驶员和乘客的舒适感，且长期暴露于高噪音环境中对健康也有一定的危害。
2.振动：汽车在行驶过程中，各种运动部件会产生振动，例如发动机、悬挂系统等。
这些振动通过车身传输到车内，给乘客带来不适感。
3.粗糙感：汽车在行驶过程中，路面的不平坦会导致车身的颠簸，给驾驶员和乘客带来颠簸感和冲击感。
这种粗糙感会影响驾驶员的操控能力和乘客的乘坐舒适性。
为了解决汽车车身NVH问题，汽车制造商采用了以下几种方案：1.车身结构优化：汽车的车身结构对NVH问题有着重要的影响。
通过合理的车身设计和材料选择，可以降低振动和噪音的传输。
比如，采用较厚的隔音材料和减震材料来降低噪音和振动的传递。
2.隔音措施：在汽车车身的关键位置安装隔音材料，如隔音棉、隔音膜等。
这些材料能够吸收和隔离噪音，减少其传递到车内的程度。
此外，在车身内部采用良好的密封设计也可以减少外界噪音的干扰。
3.减震措施：采用减震技术可以减少振动的传递。
常见的减震措施包括悬挂系统的优化、使用减震器等。
这些措施可以降低车身的振动，提高乘坐舒适性。
4.空气动力学设计：通过优化车身的造型和气动性能，可以降低风噪音的干扰。
减小车身与空气之间的阻力，减少湍流的产生，可以有效降低风噪音。
总之，汽车车身NVH的原理及解决方案涉及到车身结构设计、材料选择、隔音措施、减震技术、空气动力学设计和超静音技术等多个方面。
通过综合应用这些解决方案，可以有效地降低汽车车身NVH水平，提升车辆的乘坐舒适性和驾驶体验。
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2 有限元分析理论与车内噪声产生机理 ................................................................. 7
2.1 有限元法概述 ........................................................................................................................... 7 2.1.1 有限元法的发展及基本思想 ............................................................................................ 7 2.1.2 有限元法的基本步骤 ......................................................................................................... 7 2.1.3 有限元法在汽车工程中的应用 ........................................................................................ 9 2.2 声学有限元法 ......................................................................................................................... 10 2.3 车内噪声产生机理 ................................................................................................................. 10 2.3.1 结构噪声 .......................................................................................................................... 10 2.3.2 空气噪声 .......................................................................................................................... 11 2.3.3 声腔共鸣 .......................................................................................................................... 11 2.4 Hyperworks 简介 .................................................................................................................... 12 2.4.1 Hypermesh 介绍 ................................................................................................................ 12 2.4.2 Optistruct 介绍 .................................................................................................................. 13 2.4.3 Hyperstudy 介绍................................................................................................................ 13 2.5 本章小结 ................................................................................................................................. 13
A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for Professional Degree
By Hui Fei
Supervised by Prof. Zheng Ling Pluralistic Supervised by senior Engineer Suyu Specialty: ME （Automobile Engineering Field）
I
重庆大学硕士学位论文
II
英文摘要Βιβλιοθήκη ABSTRACTWith the improvement of requirement for vehicle comfort, improving NVH characteristics of vehicle is the principal means to upgrade the vehicle and improve the competitiveness. Based on a SUV, the finite element model of car body ,acoustic cavity and acoustical-structure interaction has been built. The characteristic of NVH has been analyzed, including BIW (body-in-white modal), vehicle modal, acoustic cavity modal, the torsion and bedding stiffness of BIW, acoustical-structure interaction NTF, acoustical-structure interaction VTF and acoustical-structure interaction IPI. Using the volume and one order torsion and bend frequency as the objective function and constraints, the optimization of improving the body frequency has been done by using response surface method and optistruct. The results as follow： ①The finite element models of car body, car and acoustic cavity have been built, the modal of car body, car and acoustic cavity has been analyzed. With the analysis one order torsion and bend frequency are get as 33.4Hz and 44.3Hz, which is the basis of the optimization of car body. ②Based on the actual driving situation of car boy, the torsion and bedding stiffness have been analyzed. Compared to the car boy stiffness of the car, the result is reasonable. The curves of torsion stiffness and bedding stiffness have been gotten. Which indicates the stiffness of car body is uniformly distributed. ③The finite element model of acoustical-structure interaction has been built by DIFF. the characteristic of NTF、VTF and IPI have been analyzed, with different stimulations the peaks of sound pressure, vibration and dynamic stiffness have been get, which indicate the characteristic of NVH is reasonable. ④The experimental matrix has been get by Latin hypercube design, and the response surface models of car volume, one order torsion stiffness and one order bedding stiffness have been built by using response surface method. The optimization of genetic algorithm is used to optimize the thickness of plate, the result shows the quality has decrease 22.8kg, the torsion stiffness has increased2Hz and the bedding stiffness has increased1.5Hz. Key words: NVH, modal, response surface method, structure optimization