声腔模态分析一般方法
模态试验分析流程与详细方法
模态试验分析方法简介1 试验模态分析的基本步骤试验模态分析一般分为如下的四个步骤：第一步：建立测试系统所谓建立测试系统就是确定实验对象，选择激振方式，选择力传感器和响应传感器，并对整个测试系统进行校准。
第二步：测量被测系统的响应数据这是试验模态的关键一步，所测量得到的数据的准确性和可靠性直接影响到模态试验的结果。
在某一激振力的作用下被测系统一旦被激振起来，就可以通过测试仪器测量得到激振力或响应的时域信号，通过输血手段将其转化为频域信号，就可以得到系统频响函数的平均估计，在某些情况下不要求计算频响函数，只需要时间历程就可以了。
第三步：进行模态参数估计即利用测量得到的频响函数或时间历程来估计模态参数，包括：固有频率，模态振型，模态阻尼，模态刚度和模态质量等。
第四步：模态模型验证它是对第三步模态参数估计所得结果的正确性进行检验，它是对模态试验成果评定以及进一步对被测系统进行动力学分析的必要过程。
以上的每个步骤都是试验模态中必不可少的组成部分，其具体的介绍如下：2、建立测试系统建立测试系统是模态试验的前期准备过程，它主要包括：被测对象的理论分析和计算，测试方案的确定（包括激振方式的确定，传感器的选择，数据采集分析仪器的选择等），按照方案要求安装和调试，测试系统的校准等工作。
接下来对激振方式，传感器的选择和数据采集仪器的选择的具体介绍如下：2.1激振方式的确定：激振方式有很多种，主要分为天然振源激振和人工振源激振。
天然振源包括地震，地脉动，风振，海浪等；其中地脉动常被使用于大型结构的激励，其特点是频带很宽，包含了各种频率的成分，但是随机性很大，采样时间要求较长，人工振源包括起振机，激振器，地震模拟台，车辆振动，爆破，张拉释放，机械振动，人体晃动和打桩等。
其中爆破和张拉释放这两种方法应用较为广泛。
在工程实际中应当根据被测对象的特点，选取适当的激振方式。
2.2传感器的选择：传感器是测试系统的一次仪表，它的可靠性，精确度等参数指标直接影响到系统的质量。
基于声腔模态的车身NTF优化分析
Experience· 33 ·IM撰文/广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院 李玉洁 李建新近年来，汽车技术日益成熟。
除了对汽车驾驶性的要求，消费者越来越看重汽车NVH 性能。
汽车NVH 性能开发是一个复杂的学科，动力总成、底盘、车身、电器及车身等，这些子系统都可能是引起NVH 问题的噪声源或者传递路径。
NVH 工程师主要任务，就是降低噪声源，控制传递路径，提升汽车舒适性。
整备车身NTF（Noise Transfer Function 噪声传递函数）是否合理，是车身NVH 开发的一个重要的评价标准。
车身声腔为汽车乘员舱的空气组成的弹性体，是车身NTF 分析的必经传递路径。
本文主结合声腔模态理论，研究声腔模态的特点，以某车身NTF 优化分析为例，指出车身面板模态应与相应声腔模态做错频设计。
一、声腔模态及车身面板模态规划1.声腔模态声腔，是车身壁板围成一个封闭的声学空腔，一般分为乘员舱空间和行李舱，里面充满了空气。
同结构体一样，声腔也存在模态形式和模态频率。
声腔模态的分析是基于经典的声学理论。
在理想流体分析中对介质建立3个方程：运动方程、连续性方程和物态方程。
连立得出小振幅声波声压的解析式：式中，c 0是声速，t 是时间，p 是声压，声压是时间和空间的函数，即p （x ，y ，z，t ），△2是拉普拉斯算符。
在直角坐标系下的表达式为：基于以上声腔理论求解声腔模态是复杂的，一般工程上通过试验或有限元分析的方式获得声腔模态。
对于密闭空间，空气有一定的质量、刚度和阻尼，通过Galerkin 方法将上式进行离散化处理，将声腔空间分成若干个有限元体积。
流场内波动方程可以有限元矩阵方程：式中，M f 为流体等效质量矩阵，C f 为流体等效阻尼矩阵，Kf 为流体等效刚度矩阵。
求解有限元矩阵方程可以得到空间的压力分布形态，也就是声腔模态，方程激励为0，即是空腔的自由运动方程，是空腔固有属性。
汽车车身声腔模态仿真分析方法
车身声腔模态仿真分析方法1范围木标准规定了汽车车身声腔模态仿立分析的分析条件和分析过程。
木标准适用于本公司所有车型。
2术语和定义下列术语和定义适用于本标布.2.1白车身 body in white年身结构件及故盗件的总成，又称“车身木体”.注！包括原盖，翼子板、发动机罩，打李箱荔和车门，但不包括总裳附件及装的件的木涂强的车身总成.2.2声腔 acoustic车辆钊独室内形成的空气密封腔体°2.3声腔模态 acoustic modest内空气在其固有频率下声压的振动情况。
3分析条件3.1分析软件分析软件包括：a）前处理：利用Hypprmesh进行声腔边界有限元税犯处理：利用IMS Virt.ua I. I «h进行声腔网格建模：b）解算；利用LMS ViitudLLub进行声腔模态求解；c）后处理।利用郎Virtual. Lab进行声腔模态结构分析。
3.2模型输入3 2 1白车身、座椅表皮、玻璃有限元网格模型。
3 2 2 CAE分析数据输入消叶，见附录A.4分析过程4.1声腔边界模型处理利用前处理软件HypeiMoshM行白车身、座椅表皮及桢态有限元网格模型的装配.胴除在身外板件及机舲部件，只保超与与驶室空腔相接触的结构部件网格模型，并确保无人于30皿的间隙产生c同时, 对前围、车门底板、后背门内板、地板中大于50的的结构孔洞进行畜时处理a母终形成声腔的边界模型，如图1所示.图1声腔边界模型4.2声腔模型建立4.2.1声腔边界模型导入利用LMS Virtual. Lab软件Structures—Caw"y Meshing模块导入声腔边界网格。
同时导入各板件属性，并在模型中利用List/Mudi£y Properties…命令插入网格属性，如图2所示，以便后续组选择操作.图2声腔边界网格导入4 2.2声腔网格划分设置点ili 插入一Pr“Acoustic MoshersIIex4i-only Cavity Meshcrs Insert Cavity Mesh Part Scan/Me$her出现Cavity Global Specification对话槁如图3所示§中？EloiDonl Sizu设置声学网络的单元尺寸.一般为35 innr-50 anitStructure Grid选项块定了声腔四格边界组成成分，即导入的所有结构网格；Snooih FaRurgy选项选准1顶荔组.玻璃组.A柱、BQ- C柱及叱胸板组，以平滑处理对应结何区域i SharpFeMutes选项选择,的用组、车门内板组.地板组、座椅表皮组，以保留这些区域结构特征.图3声腔网格划分设置面板4.2.3生成声学网格 4. 2.3.1利用人2. 2划分声，腔网格后，由于整个声腔边界组成了不止一个封闭腔体如：驾驶史声腔、座椅表皮声腔、车门声腔等n因此.为生成显线的驾驶空声腔，应在CaKlyXesher (声腔网格组选择面板，如图4所示)中选择网格数(Kb Element)最大的部分作为最终的驾驶室声腔.4 2.3.2生成网格后点击应用、确定.隙藏边界网格和Global Specifications Cavity. 1后，生成声施网格如图5所示。
汽车内部声场分析
收稿日期:2008-08-13基金项目:轿车集成开发先进技术2整车NVH 控制技术,国家863重大科技专项(2006AA110101)作者简介:王彦博(1983.10-),男,安徽合肥人,硕士研究生,研究方向:汽车NVH 与CAE 分析。
E 2mail:cri oos@ 文章编号:100621355(2009)022*******汽车内部声场分析王彦博,陈 剑(合肥工业大学噪声振动工程研究所,合肥 230009) 摘 要:在新车身设计阶段,由于汽车内部诸多因素的不确定,用有限元计算声腔模态时对声腔模型进行了简化处理。
对比了有无座椅和仪表盘挡板的车内声学模态结果,用边界元法进行了车内结构辐射声压计算和声贡献量分析,对改进车内噪声有一定参考。
关键词:声学;边界元法;声压;声模态;声贡献量中图分类号:U46 文献标识码:ANo ise Ana lysis ofI n ter i or Acousti c F i eldWAN G Yan 2bo,CHEN J ian(Hefei University of Technol ogy,I nstitute of Sound and V ibrati on Research,Hefei 230009,China ) Abstract:The inner acoustic modes of a car are computed in the initial design stage with a si m p li 2fied finite ele ment model .Results of the acoustic modes with /without seats,and with /without instrument panels are compared .Radiating s ound p ressure computati on and s ound contributi on analysis in the car are carried out by means of the boundary ele ment method .This work is of reference f or the i m p r ove ment of interi or noise conditi on of vehecles .Key words:acoustics;boundary ele ment method;acoustic p ressure;acoustic modes;s ound contri 2buti on 汽车车内噪声不但增加驾驶员和乘客的疲劳程度,而且影响汽车的行驶安全。
111_车身声腔及结构动刚度仿真分析_刘文华
车身声腔及结构动刚度仿真分析刘文华夏汤忠刘盼王萍萍陆志成袁智(神龙汽车有限公司技术中心武汉 430056)摘要：对车室声腔模态和车身结构动刚度进行分析可以避开车身壁板与车内空腔声学共振的可能性。
本文通过对某车型车内声腔模态和白车身动刚度进行计算分析，在研发阶段初期，发现白车身后隔板区域与声腔在某振动频率有发生共振的可能，针对该问题提出了合理可行的改进方案。
关键字：声腔模态动刚度吸振器引言车内噪声特性已成为汽车乘坐舒适性的评价指标之一，日益受到人们的重视。
车内噪声根据形成及传播的机理不同，可以分为结构噪声和空气噪声。
外界激励（发动机、轮胎、路面及气流）引起车身壁板振动产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。
试验研究表明，对于轿车乘坐车室来说，发动机振动、路面激励等引起的车身壁板振动而辐射出来的结构低频噪声在车内噪声中占主要地位。
1 声腔模态分析在车身NVH设计阶段，对车室声腔进行模态分析不仅可以掌握车内空腔的声学模态频率和模态振型，在设计过程中避免车身结构振动导致的车内共鸣噪声，合理布置和优化车内声学特性，还可以掌握空腔声场的声压分布情况，为预测并分析动态声学响应做准备。
1.1车内声腔有限元模型的建立首先在HyperMesh软件中导入车身结构有限元模型，提取车室内部与空气接触的表面，构成一个密闭的声学空腔，在不影响计算精度的前提下对其局部特征进行一些简化。
声学单元的理想尺寸是每个波长至少六个单元，根据空气中的声速和噪声的分析频率可以计算出声波的波长以及声学单元的理想长度。
本文采用四面体单元建立声学模型，单元的长度约为50mm，如图1所示。
图1 车室声腔有限元模型1.2车内声腔模态分析车室空腔系统的声学特征表现为与固有频率和振型（即声压的分布情况）相联系的声学振动模态。
根据以往的经验，空腔越长频率越低，一般第一阶频率不为零的声学模态出现在40 Hz~80 Hz左右，表现为声压沿车室纵向分布的纵向声学模态。
汽车 车身NVH知识概述
车身NVH概述目录一：汽车车身NVH概述二：车身隔/吸振的技术要求三：车身隔/吸音的技术要求四：低风噪车身设计五：车身声品质控制一、车身NVH概述车辆的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），NVH 是衡量汽车质量的一个综合性问题，给汽车乘客的感受是最直接和最表面的。
其中声振粗糙度指噪声和振动的品质，是描述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。
车身NVH 开发的意义u车身NVH开发关键是平衡NVH与其他车身性能之间的关系，涉及到车身重量、成本、工艺等方面；u市场对整车舒适性的要求迅速提高，使得车身NVH的开发越来越重要；u先期的车身设计开发至关重要，可以避免后期“伤筋动骨”的修改。
车身NVH性能传递路径分析车身噪音传递路径车内噪声和振动往往多个激励,经由不同的传递抵达目标位置后叠加而成,车内噪声总体上可分为结构声和空气声两种。
结构声对车身的传递结构传递路径：外界激励源直接激励或传递到车身，引起车体及壁板件振动，并与车内声腔耦合而产生的车内噪声，简称为“结构声”。
“结构声”主要通过车身结构的模态匹配进行控制。
空气声对车身的传递空气传播路径：轮胎/路面、进排气、发动机本体等噪声源通过空气传播路径传递到车内引起的噪声，简称为“空气声”。
“空气声”主要通过声学包装技术来控制。
整车NVH技术要求噪声源/振动源的技术要求传递路径的技术要求底盘隔/吸振的技术要求车身隔/吸振的技术要求车身隔/吸音的技术要求噪声和振动的技术要求车身隔/吸振的技术要求（一）、车身模态匹配（二）、车身结构NVH控制车身隔/吸音的技术要求（一）、车身密封（二）、隔音与吸音材料的运用1、车身模态匹配在车身NVH开发过程中，模态匹配也即结构动态特性（振型和频率）匹配的目的是避免总成系统、子系统和部件之间的模态耦合，以及避免与主要激励源发生共振。
轿车车内空腔声学模态测试方法
1. 前言
当前人们对轿车的舒适性要求越来越高, 舒适性已经成为轿车质量控制的重要指标之一,而车内噪声 是影响舒适性的重要因素。
车内噪声是由于发动机、轮胎等噪声通过结构板件和空气的振动传递到车内面形成,结构板件的振动特 性和车内空腔的声学特性会对车内噪声产生重要影响。为了降低和控制车内噪声,必须研究轿车内空腔的声 学特性。轿车车内空间由车身板壁围成一个封闭空腔,内部充满空气,同任何结构一样,它同样拥有模态频率 和模态形状,即所谓的声学模态。声学模态以具体的声压分布为特征。声学模态频率是指声学共鸣频率,在 该频率处车内空腔产生声学共鸣,使声压放大；声波在某一声学模态频率下,在轿车车内空腔传播时,入射波 与空腔边界反射而形成的反射波互相叠加或相互消减而在不同位置出产生的声压分布,称之为声学模态形 状。轿车车内声学特性与其声学模态相联系,如果车内空腔受到与其共鸣频率相同的激励时,车内将产生共 鸣而导致噪声，尤其是当构成车身的某些板件的低频振动与车内空腔的共鸣频率一致时,车内将发出令人极 其不舒服的低频轰鸣声,对乘客的舒适性有很大的影响。
2
轿车车内空腔声学模态测试方法
2006 LMS 首届用户大会论文集
图 1. 测试系统
图 2.轿车车内声模态测试模型
4. 试验结果与分析
在下面表 1 给出了前四阶的声模态测试结果，图 3-图 6 为这四阶的模态形状。
表 1. 车内空腔声模态测试结果
模态阶次 1 2 3 4
模态频率（Hz） 43.838 89.540 125.334 168.089
位置声压由前向后渐弱，即使存在第一阶纵向共鸣，也不会对车内噪声产生太大贡献。第一阶横向节面出
基于Hypermesh的车身空腔模态仿真分析
10.16638/ki.1671-7988.2018.16.098基于Hypermesh的车身空腔模态仿真分析章超，刘润琴，董婷（长安大学汽车学院，陕西西安710064）摘要：以某车身为研究对象，建立其三维简化模型，然后导入Hypermesh软件进行处理，最后通过Hypermesh仿真求解出该车身的200Hz以下的频段声腔模态，并对其进行分析和评价。
关键词：Hypermesh；声腔模态；仿真；分析；评价中图分类号：U461.99 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2018)16-273-02Model simulation analysis of body cavity based on HypermeshZhang Chao, Liu Runqin, Dong Ting( School of Chang an automobile institute, Shaanxi Xi'an 710064 )Abstract:Take a body as the research object, establish a three-dimensional simplified model, and then import Hypermesh software for processing. Finally, through Hypermesh simulation, the frequency band mode of the body under 200Hz is solved and analyzed and evaluated.Keywords: Hypermesh; Cavity mode; Simulation; Analysis; EvaluationCLC NO.: U461.99 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)16-273-02引言当今汽车噪声作为汽车的重要性能指标，消费者对车辆性能的声学特性的要求也更加重视起来。
制氧机的声学模态分析
制氧机的声学模态分析1.不同的壁板厚度对制氧机固有特性的影响当壁板厚度变化时,制氧机壳体的刚度、强度等都会发生变化,在对制氧机壳体结构设计时,需要合理选择壁板的厚度。
因此,在不同的壁板厚度条件下,对模型进行模态分析,研究变化的规律,对壳体振动噪声分析提供工程实践指导。
在前面己进行的分析中,制氧机模型的壁板厚度为2mm,本文还对厚度分别为1mm,3mm,4mm,5mm的模型进行分析,并与2mm厚度的模型固有频率对比。
计算了前二十阶内的所有固有频率,由于篇幅有限,本文中只列出了前十阶固有频率。
从表3.4中可以看出,不同厚度模型的固有频率分布有一定的规律。
1~厚度模型的第一阶固有频率为29Hz,2~模型第一阶固有频率为58Hz,3Inm模型为87Hz,4mm模型为116Hz,smln模型为144Hz,随着厚度的增加,制氧机外壳模型的第一阶固有频率呈线性增加。
依次查看不同厚度模型的各阶固有频率,制氧机壁板厚度的增加使模型的固有频率增大。
分析其原因,制氧机外壳主要是由板壳组合而成,大部分的固有频率是由于壁板的振动引起,当壁板的厚度增加后,使壳体的整体刚度得到了增强,因此,制氧机的固有频率相应增大。
图3.4为上述不同厚度下制氧机有限元壳体的模态比较对于制氧机结构模型的固有频率,当壁板厚度变大时,固体模型的规律是随着壁板厚度的增加,固有频率相应的增加,因此,在进行制氧机结构设计时,选择壁板的厚度对制氧机的固有特性有相当大的影响。
2.制氧机的声学模态分析利用有限元法计算制氧机内结构辐射噪声声场,可先计算出声学模态,再通过模态叠加法计算制氧机壳体声场各点的声压响应,也可不把声学模态计算单独作为一个求解过程,而把它和响应计算合成一步进行。
由于声学模态结果可提供声场特性的许多重要信息,而且要避免结构的固有频率与制氧机的声学空腔的模态发生重叠。
因此文中将声学模态计算单独列出。
制氧机的外壳体是由壁板围成的一个封闭空腔,内部充满空气。
基于声腔模态的车身NTF优化分析
基于声腔模态的车身NTF优化分析作者：暂无来源：《智能制造》 2016年第5期撰文/ 广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院李玉洁李建新根据声腔模态理论，系统总结了不同级别车型的声腔模态形式和频率分布范围。
为避免产生车身NTF（Noise TransferFunction 噪声传递函数）超标问题，车身相应面板模态与声腔模态应做避频设计。
某车身NTF 优化分析中，在激励点动刚度满足设计要求时，前副车架安装点NTF 超标原因是地板模态与声腔上下一阶模态耦合，通过改善面板模态，可使NTF 达到合格水平。
近年来，汽车技术日益成熟。
除了对汽车驾驶性的要求，消费者越来越看重汽车NVH 性能。
汽车NVH 性能开发是一个复杂的学科，动力总成、底盘、车身、电器及车身等，这些子系统都可能是引起NVH 问题的噪声源或者传递路径。
NVH 工程师主要任务，就是降低噪声源，控制传递路径，提升汽车舒适性。
整备车身NTF（Noise Transfer Function 噪声传递函数）是否合理，是车身NVH 开发的一个重要的评价标准。
车身声腔为汽车乘员舱的空气组成的弹性体，是车身NTF分析的必经传递路径。
本文主结合声腔模态理论，研究声腔模态的特点，以某车身NTF 优化分析为例，指出车身面板模态应与相应声腔模态做错频设计。
一、声腔模态及车身面板模态规划1. 声腔模态声腔，是车身壁板围成一个封闭的声学空腔，一般分为乘员舱空间和行李舱，里面充满了空气。
同结构体一样，声腔也存在模态形式和模态频率。
声腔模态的分析是基于经典的声学理论。
在理想流体分析中对介质建立3 个方程：运动方程、连续性方程和物态方程。
连立得出小振幅声波声压的解析式：式中，c0 是声速，t 是时间，p 是声压，声压是时间和空间的函数，即p（x，y，z，t），△2 是拉普拉斯算符。
在直角坐标系下的表达式为：基于以上声腔理论求解声腔模态是复杂的，一般工程上通过试验或有限元分析的方式获得声腔模态。
“源”-“路径”-“响应”分析法在某房车怠速轰鸣音上的应用
m/s2，问题⻋前顶盖振动明显大。
“拍振”⻋内声腔，且越靠近前挡⻛玻璃振幅越大。
S
P
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C
022021 SPECIALPURPOSEVEHICLE
TECHNICFORUM
“源”“- 路径”“- 响应”分析法在某房⻋怠速轰鸣音上的应用
Application of "Source" - "Path" - "Response" Analysis on Idding Booming Noise of a motorhome 林文干 于友明 李浩亮 李安⺠
机舱噪声 问题⻋ (Real) 机舱噪声 商品⻋ (Real) [dB/20u Pa] 100 80
60
40
20
0
Cursor values X: 25.000 Hz Y: 97.687 dB/20u Pa Y: 95.201 dB/20u Pa
. 问题诊断 用 N V H 专 用 设 备 采 集 问 题 ⻋ 主 驾 右 耳 、最 后 排 的 噪
复测隔振率，隔振率、被动侧振动均已满足要求。主观评价 问题⻋，地板振动、方向盘振动有较明显改善，但⻋内轰鸣 音没有改善。⻋内噪声的测试结果如图6所示，主驾右耳25 Hz轰鸣音只降低了1.3 dB，最后排25 Hz轰鸣音只降低了 0.8 dB，改善效果很小。
100% 80% 60% 40% 20%
0%
60 40
20
0
0
40
80
120 160 200
[Hz]
图 怠速⻋内-机舱噪声频谱图
机舱噪声的比较，问题⻋辆的刚体振动、机舱噪声与正常的 商品⻋基本一致。判断源是正常的，下一步要剖析路径。
三维声腔模态的等几何计算分析
汽车NVH培训
5.简化模型求解所需时间与白车身相差不大，详细模型会需要更多时间。 若硬盘空间足够可以考虑使用domaisolver以加快求解速度.
六. 后处理 一般可用hyperview进行模态分析后处理。不建议使用其他后处理器。 1，查看各阶模态振型，找出第一阶扭转模态和第一阶弯曲模态。 2，在详细模型里常见的子系统模态有座椅、备胎、油箱、开闭件模态。 3，将主要的振型云图输出来，最好做成动画格式放到报告中。
2.详细模型材料则还有塑料,abs等其他密度和弹性模量都较钢低 很多的材料，暂不列出。在IP模态分析中再作讨论。
材料
弹性模量[MPa]
泊松比
密度[t/mm3]
四.边界条件 对于trimmed模态分析，都要求采用自由-自由。
五. 计算求解 可用NASTRAN或optistruct 进行求解。Optistruct可以不选求解类型。 1.EIGRL卡片一般至少输出50Hz以内的频率，以保证 一 些板块模态的出现，在第一次调试的时候可以适当减少模态求解数量。 2.刚体模态要输出，除了车身刚体模态外，还会有方向管柱的刚体模态。 3.一般输出位移和应变能两个结果。结果文件类型有op2和res两种，这两种 结果文件 都可用hyperview来读取。
例1：动刚度曲线
例2：inertance曲线
例3：mobility曲线
sol111 cend echo=none title=BIW dynamic stiffness subtitle=modal frequency response analysis method=1 freq=1 sdamping=2 resvec=both set 164=50000 set 165=50000 set 166=50000 subcase 164 label=shocktower RH node 50000:X dload=1164 disp(print,punch,sort1,phase)=164 velo(print,punch,sort1,phase)=164 acce(print,punch,sort1,phase)=164 subcase 165 label=shocktower RH node 50000:Y dload=1165 disp(print,punch,sort1,phase)=165 velo(print,punch,sort1,phase)=165 acce(print,punch,sort1,phase)=165 subcase 166 label=shocktower RH node 50000:Z dload=1166 disp(print,punch,sort1,phase)=166 velo(print,punch,sort1,phase)=166 acce(print,punch,sort1,phase)=166 begin bulk param,post,-1 param,autospc,yes param,coupmass,1 param,grdpnt,0
声腔模态分析一般方法ppt课件
空腔运动为伸缩运动
线，左右空腔相反方向纵向运动以及
伸缩运动的复合运动
14
loadstep 设置
13
可以使用HyperView或Patran后处理软件观察。需要观察的模态前6阶左右。
第一阶伸缩模态，出现一条在空腔中 部横向节线，空腔运动为伸缩运动
第二阶剪切模态，一条出现在空腔中 部纵向节线，节线左右空腔向相反方 向纵向运动
第三阶伸缩模态，出现二条横向节线， 第四阶模态，出现相互垂直的两条节
流固耦合材料属性卡片：Mat 10； RHO：密度； C：空气传播速度。 注：
座椅密度适当比空气大即可。
4
在Hypermesh 中导入白车身以 及IP和座椅模型。 注： 座椅表面如果没有，可适当 简化手动创建。
5
保留包围声腔的零件，去除不 必要外围及车内部件
6
用面单元密封车窗和地板孔， 以保证车内是密封空腔。 去除多余的单元，以保证只生 成车内空腔单元。如图所示 注： 面单元相交处不必要求节 点重合。 保证包围空腔的单元只有 一层面单元。 如果连接处单元空隙不大 时可不用考虑密封。
输出为Nastran格式:dat。
7
启动Sofy 选择 Nastran 模块。
将面单元导入Sofy。
使用Create Fluid Mesh 命令选择
空气和座椅单元Parts创建流体单
元，菜单如图所示
注：
适当修正Division和 Refinement
参数。参考修改：Division 取值
5～15,值越小，单元越大。
11
根据简化模型创建流体单元。 要求同步骤三 注： 将所有节点设置为流固耦合 节点，如图所示，使用Card命 令，勾选CD选项。 如使用Sofy创建的流体单元， 不需要设置该流体单元类型， 即可跳过该步骤。
客车车身系统NVH研究
纵向位置范围内的左右拖拽臂需重点加强。 2.2 车身结构声腔模态
空气作为弹性体，在车身封闭起来的空腔会形成许多振动模态 或声腔模态[2]。在特定的周波中会引起共振。因此为了避免用户在 使用车辆的过程中受到共振特性的影响，需要对车内的形状进行相 应的控制，否则就会导致车辆在行驶的过程中出现低频响应过高的 问题。为了避免人体受到影响，可以在车身大顶蒙皮、侧围骨架蒙 皮、乘客门踏步和轮罩表面喷涂阻尼胶，大顶蒙皮表面加筋等方式 来控制车身蒙皮等板件的声振贡献量。 2.3 做好车辆连接点的设计工作
轮胎前后位置对应的底盘大梁应由横梁连接，横梁与底盘大梁 之间应由连接板过渡，对于后置客车的副水箱横梁、发动机至后桥
3 结束语
综上所述，客车车身系统NVH方面的问题对于车辆整体性 能的提升有着极大的促进作用。上述所有的控制措施是基于前期产 品开发设计经验的总结，但需强调的是本文仅涉及一般性的设计准 则，对于具体的客车车身设计参数需根据各自企业的设计规范、产 品策略、质量和成本综合考虑确定。
【参考文献】 [1]刘敬平,邓帮林,杜标,等.某轿车排气系统振动分析[J].振动与冲击,2011,30(8)：237242. [2]尹可,宋向荣.客车异常振动噪声的分析和控制[J].噪声与振动控制,2011,31(4)： 102-105.
作者简介: 穆浩（1985—），男，工程师，硕士，研究方向为汽车NVH。
根据前期所开展的项目研究表明，客车在行驶的过程中所表现 出的NVH问题，除了与底盘悬架系统的设计制造相关外，更与车身 整体的弯曲、扭转刚度，动力总成与前后悬架接附点处的原点动刚 度及设备的安装位置的局部刚度有较大的关联度。因此在新车型的 研发过程中，建立基于试验测试与CAE仿真相结合的客车车身NVH 开发的规范及流程就十分必要。
微型客车车身结构模态与声腔模态分析_冯兰芳
3． 2
声腔模态分析
对声腔模态分析， 可以得到声腔的模态频率和模 态振型。根据以往的经验， 空腔越长频率越低， 对于 微型客车而言， 一般第一阶频率不为零的声学模态出 40 ～ 80Hz 左右， 表现为声压沿车室纵向分布的 现在 。 图 5 ～ 9 所示 （ 为方便描述， 规定 y、 z 轴方向为纵向、 车辆坐标系的 x、 横向、 垂向 ） 是在 纵向声学模态 LMS． virtual lab 软件中对声腔有限元模型进行的模 态振型。
［5 ］
图1
车身有限元模型
图2
第一阶模态振型图
图6
第二阶声腔模态振型图
图7
第三阶声腔模态振型图
图3 表2
阶数 1 2 频率 28． 6 28． 7
第二阶模态振型图 / Hz
车身模态计算结果与振型描述
振型描述
整体模态， 车身前后振动幅度较大 车身顶盖局部模态
图8
第四阶声腔模态振型图
图9
第五阶声腔模态振型图
= ｛ f（ t） ｝
{u}
·
（ 1） 为速度向
M］ C］ K］ 其中： ［ 为整体质量矩阵； ［ 为阻尼矩阵； ［ 为 总体刚度 矩 阵； 量；
{u}
·} {· u
是 加 速 度 向 量；
为位移向量； ｛ f（ t） ｝ 为外力向量。
对于无阻尼自由振动系统， 其振动微分方程为： ·} + [ [ M ] {· ] { } { } = （ 2） u K u 0
*
基金项目： 河南省重点科技攻关项目（ 112102210470 ） 收稿日期： 2012 － 06 － 11 作者简介： 冯兰芳（ 1963 － ） ， 女， 江西南昌人， 副教授， 研究方向： 机械制造及自动化。
某客车车身结构模态与声腔模态分析
46第4期客车技术与研究BUS &COACH TECHNOLOGY AND RESEARCH N〇.4 2017某客车车身结构模态与声腔模态分析卓建明(厦门金龙联合汽车工业有限公司，福建厦门361023)摘要：以某客车白车身为研究对象，采用模态试验的方法，测得在自由状态下的结构模态；同时采用Hy -perM esh软件建立车身有限元模型，通过求解得出声腔模态。
综合车身结构模态、声腔模态结果对客车车身结构特性进行评价。
关键词：客车车身；结构模态；声腔模态；测试；仿真中图分类号：U463.82+2 文献标志码：A 文章编号：1006-3331(2017)04-0046-03 Analysis of Structure Modes and Acoustic Modes for a Bus BodyZhuo Jianming(Xiamen King-Long United Automotive Industry Co., Ltd，Xiamen 361023，China) Abstract: This paper takes the white body of a bus as the research object, uses the modal test method to measure the structural modes in the free state, and establishes the body finite element model by using Hypermesh software to obtain the interior acoustic modes by solving. Then the structure features of the bus body are evaluated through compositing the results of structure modes and acoustic modes of the body.Key words: bus body; structure mode; acoustic mode; test; simulation车身是汽车振动与噪声传递的通道。
声腔模态分析一般方法
选择生成流固单元旳种子单元如 图所示：其中有2～3个单元组。 选择需要旳种子单元，生成流体 单元。新生成旳流体单元会出目 前新旳fluid组中。
环节四：创建流体表面
使用Create Cavity Skin Set 命令提 取声腔流体单元表面单元。表面单 元会出目前Skin旳 Part中。 注： ➢由sofy创建旳流体单元内部可能 会出现单元连接不一致现象，故需 要使用Hypermesh 重新创建流体 单元。 ➢如对单元质量要求不高时，可直 接计算。
用面单元密封车窗和地板孔， 以确保车内是密封空腔。 清除多出旳单元，以确保只生 成车内空腔单元。如图所示 注： ➢ 面单元相交处不必要求节点 重叠。 ➢ 确保包围空腔旳单元只有一 层面单元。 ➢ 假如连接处单元空隙不大时 可不用考虑密封。
输出为Nastran格式:dat。
环节三：创建流体单元
开启Sofy 选择 Nastran 模块。 将面单元导入Sofy。 使用Create Fluid Mesh 命令选择 空气和座椅单元Parts创建流体单 元，菜单如图所示 注： ➢合适修正Division和 Refinement 参数。参照修改：Division 取值 5～15,值越小，单元越大。 Refinement:1～2，值越大，单 元越小。 ➢单元大小：80～100。 ➢单元类型：主要六面体。 ➢座椅单元和空气单元接触处要 求节点共用或节点自由度耦合。 ➢生成旳单元类型为流固耦合单 元，不需在Hypermesh中设置流 固耦合单元类型
声腔模态分析一般措施
目录
✓概述 ✓材料属性 ✓操作环节 ✓后处理
概述
该报告简介声腔模态分析旳一般措施。
声腔模态：车内空气在其固有频率下声压旳振动情况。
声压： 声音压力与本地大气压之差。
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目录
✓概述 ✓材料属性 ✓操作步骤 ✓。
声腔模态：车内空气在其固有频率下声压的振动情况。
声压： 声音压力与当地大气压之差。
振动方程
2P M t2 KP 0
其中： M: 质量矩阵， K: 刚度矩阵 ，P: 声压， t :时间
根据流体表面单元创建简化面模型。 可以使用Rule命令，选取关键节点 只创建面。面如图所示。
步骤五：创建流体体单元
根据简化模型创建流体单元。 要求同步骤三 注： ➢将所有节点设置为流固耦合 节点，如图所示，使用Card命 令，勾选CD选项。 ➢如使用Sofy创建的流体单元， 不需要设置该流体单元类型， 即可跳过该步骤。
选择生成流固单元的种子单元如 图所示：其中有2～3个单元组。 选择需要的种子单元，生成流体 单元。新生成的流体单元会出现 在新的fluid组中。
步骤四：创建流体表面
使用Create Cavity Skin Set 命令提 取声腔流体单元表面单元。表面单 元会出现在Skin的 Part中。 注： ➢由sofy创建的流体单元内部可能 会出现单元连接不一致现象，故需 要使用Hypermesh 重新创建流体 单元。 ➢如对单元质量要求不高时，可直 接计算。
用面单元密封车窗和地板孔， 以保证车内是密封空腔。 去除多余的单元，以保证只生 成车内空腔单元。如图所示 注： ➢ 面单元相交处不必要求节点 重合。 ➢ 保证包围空腔的单元只有一 层面单元。 ➢ 如果连接处单元空隙不大时 可不用考虑密封。
输出为Nastran格式:dat。
步骤三：创建流体单元
启动Sofy 选择 Nastran 模块。 将面单元导入Sofy。 使用Create Fluid Mesh 命令选择 空气和座椅单元Parts创建流体单 元，菜单如图所示 注： ➢适当修正Division和 Refinement 参数。参考修改：Division 取值 5～15,值越小，单元越大。 Refinement:1～2，值越大，单 元越小。 ➢单元大小：80～100。 ➢单元类型：主要六面体。 ➢座椅单元和空气单元接触处要 求节点共用或节点自由度耦合。 ➢生成的单元类型为流固耦合单 元，不需在Hypermesh中设置流 固耦合单元类型
步骤六：求解
Sol 设置
计算卡片设置 PARAM，POST，-1 PARAM，AUTOSPC YES SOL： Normal Modes EIGRL：0～200Hz。 Output：displacement。 求解软件：Nastran
Param 设置 loadcols 设置
loadstep 设置
后处理
线，左右空腔相反方向纵向运动以及
伸缩运动的复合运动
材料属性
座椅 空气
流固耦合材料属性卡片：Mat 10； RHO：密度； C：空气传播速度。 注： ➢座椅密度适当比空气大即可。
步骤一:导入模型
在Hypermesh 中导入白车身以 及IP和座椅模型。 注： ➢座椅表面如果没有，可适当 简化手动创建。
步骤二：修改模型
保留包围声腔的零件，去除不 必要外围及车内部件
可以使用HyperView或Patran后处理软件观察。需要观察的模态前6阶左右。
第一阶伸缩模态，出现一条在空腔中 部横向节线，空腔运动为伸缩运动
第二阶剪切模态，一条出现在空腔中 部纵向节线，节线左右空腔向相反方 向纵向运动
第三阶伸缩模态，出现二条横向节线， 第四阶模态，出现相互垂直的两条节
空腔运动为伸缩运动