关于汽车车身NVH性能的优化设计
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。
nvh效率优化算法
nvh效率优化算法NVH(Noise、Vibration、Harshness)效率优化算法主要针对汽车工程中的噪音、振动和粗糙度问题进行优化。
为了提高NVH性能,研究人员提出了许多算法和方法,以下是一些常见的NVH效率优化算法:1. 主动噪声控制(Active Noise Control,ANC):主动噪声控制是通过计算目标噪声源的逆傅里叶变换,生成一个与目标噪声相位相反的声波,从而实现噪声消除。
主动噪声控制方法包括前馈控制、反馈控制和自适应控制等。
2. 主动振动控制(Active Vibration Control,AVC):主动振动控制是通过实时测量系统的振动响应,计算出振动控制信号,然后通过执行器对振动进行抑制。
主动振动控制方法包括频域控制、时域控制和模型预测控制等。
3. 结构优化算法(Structural Optimization,SO):结构优化算法是通过调整结构参数,使系统的振动特性得到改善。
常见的结构优化方法有有限元优化、遗传算法、粒子群优化等。
4. 声学优化算法(Acoustic Optimization,AO):声学优化算法主要针对汽车内部和外部的声学环境进行优化。
常见的声学优化方法有边界元法、有限元法、统计能量分析法等。
5. 灵敏度分析法(Sensitivity Analysis,SA):灵敏度分析法是通过计算各设计变量对目标函数的贡献程度,找出对NVH性能影响较大的设计变量,从而指导设计改进。
6. 神经网络优化算法(Neural Network Optimization,NNO):神经网络优化算法通过训练神经网络模型,实现对NVH性能的预测和优化。
常见的神经网络模型有feedforward 神经网络、recurrent 神经网络等。
7. 模糊逻辑优化算法(Fuzzy Logic Optimization,FLO):模糊逻辑优化算法是基于模糊规则进行推理,从而实现对NVH性能的优化。
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。
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。
nvh效率优化算法
NVH效率优化算法简介NVH(Noise, Vibration, Harshness)是指噪声、振动和粗糙度等问题,对于提高汽车的乘坐舒适度和品质感至关重要。
NVH效率优化算法是一种通过减少噪声、振动和粗糙度,提高汽车整体性能和乘坐舒适度的算法。
本文将详细介绍NVH效率优化算法的原理、方法和应用。
原理NVH效率优化算法主要基于以下原理:1.振动模态分析:通过对汽车各个部件的振动模态进行分析,确定主要振动源,并找出振动传递路径。
2.声学模型建立:通过建立汽车的声学模型,预测噪声的产生和传播路径。
3.优化设计:根据振动和噪声的分析结果,对汽车的结构、材料和减震系统等进行优化设计,减少振动和噪声的产生和传递。
方法NVH效率优化算法主要包括以下方法:1.振动模态分析方法:通过有限元分析等方法,对汽车各个部件的振动模态进行分析,确定主要振动源和振动传递路径。
可以利用模态分析软件,如ANSYS等。
2.声学模型建立方法:通过建立汽车的声学模型,预测噪声的产生和传播路径。
可以利用声学模型软件,如LMS b等。
3.优化设计方法:根据振动和噪声的分析结果,对汽车的结构、材料和减震系统等进行优化设计,减少振动和噪声的产生和传递。
可以利用优化设计软件,如OptiStruct等。
应用NVH效率优化算法在汽车工程领域有广泛的应用,主要包括以下方面:1.汽车设计:通过对振动和噪声的分析和优化设计,改善汽车的乘坐舒适度和品质感。
可以减少车内噪声,提高驾驶体验。
2.零部件设计:通过对零部件的振动和噪声的分析和优化设计,改善零部件的性能和寿命。
可以减少零部件的振动和噪声,延长使用寿命。
3.噪声控制:通过对噪声的传播路径和噪声源的分析,采取相应的控制措施,减少噪声的产生和传播。
可以降低噪声对人体的影响,提高环境质量。
结论NVH效率优化算法是一种通过减少噪声、振动和粗糙度,提高汽车整体性能和乘坐舒适度的算法。
它通过振动模态分析、声学模型建立和优化设计等方法,对汽车的结构、材料和减震系统等进行优化,从而减少振动和噪声的产生和传递。
整车NVH噪声控制与优化设计研究
整车NVH噪声控制与优化设计研究车辆噪声、振动和冲击(NVH)是汽车设计中的关键问题。
在过去的数十年中,汽车制造商面临着不断增长的消费者期望,即汽车必须具有越来越高的优雅、安静和舒适性,而不是美国高速公路系统的嘈杂声、振动和颠簸。
因此,现代汽车制造商对NVH 方案的需求越来越高。
NVH研究的重要性NVH研究对于现代汽车制造商来说至关重要,因为它可以直接影响客户的购买决策。
据统计,约有80%的消费者将汽车NVH 性能作为购买决策的关键因素之一。
此外,NVH研究已成为现代汽车轻量化和高效化的主要目标之一,因为这将直接影响车辆的安全、耐久性和燃油效率。
NVH研究的挑战要在汽车设计中控制噪声和振动是一项具有挑战性的任务,因为NVH问题通常由多种复杂的因素引起,包括车辆结构、引擎和机械系统、轮胎和悬挂系统等各种参数。
因此,在NVH研究中,需要利用诸如仿真、试验、制造和虚拟技术等各种工具和技术,以使NVH设计方案能够得到有效的解决。
NVH研究的最新进展近年来,随着数字仿真技术和高性能计算技术的迅速发展,NVH研究取得了巨大的进展。
例如,通过有限元分析(FEA),工程师可以设计并测试各种车辆NVH方案,而无需进行实际的物理试验。
此外,虚拟振动台(VT)技术能够模拟各种NVH条件,比如在不同驾驶和路况条件下的振动和声学效果,以帮助制定最佳的NVH设计方案。
整车NVH噪声控制与优化设计研究的关键步骤在整车NVH噪声控制与优化设计研究中,需要经历以下关键步骤:1. NVH性能目标制定:在设计NVH方案之前,需要首先定义NVH性能目标,以确保设计的方案符合客户需求和制造商的技术要求。
2. 整车NVH诊断:该步骤涉及对车辆进行NVH测试和分析,以识别和诊断存在的噪声和振动问题。
3. NVH方案设计:基于诊断结果,需要设计出一系列NVH方案,以控制和减少车辆噪声和振动。
这可能涉及到对车辆结构、机械系统、软件和线束等方面的修改。
基于NVH 性能的某车型下车体优化设计
不满足目标要求。 问题1:发动机左悬挂处激励下各点振动
响应:发动机左悬挂处激励下驾驶员座位下 振动响应加速度为490(mm/s^2),不满足要 求,见图1。
问题2:发动机后悬挂处激励下驾驶员座 位处,中排座椅,中后排座椅处振动响应加速 度分别为:450(mm/s^2),1180(mm/s^2) 和700(mm/s^2),不满足要求,见图2。
激励点 3:发动机后悬挂处激励 激励点 4:左后悬架前吊耳处激励
振动响应点 1:驾驶员脚下
振动响应点 4:中后排座椅处
振动响应点 2: 振动响应点 3: 驾驶员座椅处 中排座椅处
振动响应点 5: 后排座椅处
90 AUTO TIME
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在方案二基础上更改:①座椅框后横梁筋条改为交错筋;②后地板横梁二 两端增加连接板焊接到大梁底部。
(公式1) FNmax即:FNmax:振动时传递给基础 作用力的最大值。
η= FT =
1+(cω/k)2
=
1+(2ζω/ωn)2
x =
F0
(1-mω2/k)2+(cω/k)2
u (1-r2/k)2+(2ζλ)2
其中,k:弹簧的刚度,N/m;ω:激振 频率,rad/s;ωn:系统的固有频率,m:集 中质量,kg;ξ:阻尼比,ξ=c/cC;c:粘 性阻尼系数,N•s/m;cc:临界的粘性阻尼系 数,cc.=2mωn;λ:频率比,λ=ω/ωn ; η:力的传递率。
驾驶员脚下响应 80
驾驶员座位下响应 500
1200
中排座椅下响应
70
60
400
50
300
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。
NVH工程材料在轿车上优化设计的探讨
NVH工程材料在轿车上优化设计的探讨为了优化设计和降低噪声,从板件的声辐射特性开始,经声学灵敏度分析,测定车身各板件对噪声的贡献;选择NVH工程材料,形成设计方案,对设计方案进行测试验证。
本文探讨了优化设计的过程和方法。
标签:NVH工程材料;声学灵敏度;弹性模量;优化设计1 前言近几年,我国汽车产业市场竞争激烈,各主机厂都在努力降低成本,提高竞争力。
在轿车NVH(振动、噪声、舒适性)工程上,同样需要优化设计、降低成本。
车内噪声由2个重要因素组成,其一是激励,其二是响应,它是激励与响应的乘积。
激励力来自发动机,对于4缸4冲程的发动机,发动机每转1圈,要发生2次点火,因此在发动机的振动频谱上,主要激励来自2阶,其他阶次的激励很小;响应来自车身的固有特性:质量、刚度和阻尼,在一定的激励下,响应越小,整车噪声就会越小。
NVH工程的优化设计,解决的是响应问题。
2 板件的声辐射特性轿车的车身是由各种形状的板件组成,这些板件在发动机激励下会发生振动,振动在一定条件下会产生辐射,经空气传播,就形成了车内噪声,噪声的大小,由板件的声辐射特性确定。
2.1 板件发生声辐射的条件产生声辐射的条件,是板件的振动频率要大于板件的临界频率。
板件的临界频率与声波在空气中的传播速度和板件的固有特性相关,声波在空气中的传播速度是一个定值,板件的固有特性确定了该板件在什么条件下会产生声辐射,板件的固有特性是指钢板的厚度、密度、刚度、材质等。
不同的钢板临界频率是不一样的,当振动频率低于临界频率时,不会产生能感觉到的声辐射。
2.2 板件的声辐射效率声辐射效率也与板件的振动频率有关,当振动频率大于临界频率时,就会产生人耳能感觉到的声辐射,一般在低频时声辐射效率较高,高频时趋于平稳,2.3 板件的形状为提高车身板件刚度,有些部位常常冲压成各种瓦楞或凹凸等几何形状,或附加结构加强筋和加强板等,结构加强后的声辐射会较平面板件有所提高,在同样振动级下,冲压瓦楞板或凹凸结构的辐射声压级会高于平板结构。
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。
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。
某车型动力总成悬置系统NVH性能设计与优化
某车型动力总成悬置系统NVH性能设计与优化摘要:车内振动噪声的主要来源之一是动力总成,隔离发动机振动向车身传递主要靠悬置系统。
动力总成经过必要的减振隔振措施减少其振动向车体的传递,成为汽车开发过程中的一个重要任务,悬置系统开发匹配的好坏很大程度决定了车辆NVH性能的优劣。
因此动力总成悬置系统的合理匹配对降低汽车振动,提高整车NVH性能有着非常重要的作用。
本文建立了动力总成-悬置系统的六自由度数学模型,得到由刚度矩阵和质量矩阵表达的动力总成整体振动的微分方程。
利用MATLAB软件编制动力总成悬置系统固有频率和能量分布矩阵程序,并在ADAMS中建立模型仿真验证程序的正确性。
关键词:动力总成;悬置系统;MATLAB;模态解耦;隔振率;优化引言随着道路条件的改善和汽车悬架系统设计的完善,路面随机激励对汽车舒适性的影响逐步减弱。
又由于节约能源的考虑、市场对能耗低汽车的需求以及对环境保护的要求,汽车发动机在整个汽车质量中所占比重有所上升。
同时,越来越多的汽车采用整体式薄壁结构,使现代汽车越来越强调轻量化,然而发动机的重量却很难降低,从而车身弹性增加,振动趋势上升。
从上述各种原因引起的动力总成振动源在汽车振动中所占比例较大。
由动力总成振动引起的振动有:动力总成刚体振动、传动系统的弯曲振动和扭转振动、各零件的振动。
这些振动还会引起车体内气体共振产生噪声,这就使这种状况变成噪声、机构疲劳强度、以及振动相结合的复杂问题。
所以如何合理地匹配动力总成悬置系统,最大限度地减小向车身传递振动和噪声是汽车减振降噪的主要研究内容之一。
1动力总成悬置系统模型建立将动力总成假设为质量集中在质心处的低速小位移的6自由度刚体,橡胶悬置元件假设为3根互相垂直的线性弹簧模型,在车架视为刚体的情况下建立模型,如图1所示。
图1动力总成悬置系统模型示意图2车型动力总成悬置系统NVH性能设计优化2.1悬置系统的布置形式每个悬置都可以看作由三个相互垂直的粘性弹簧组成的隔振器。
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。
新能源汽车电驱总成NVH及优化
新能源汽车电驱总成NVH及优化前言:以某双模车为研究对象,其后驱为电驱动总成。
在纯电模式下,整车全油门加速和松油门滑行过程中,电驱总成噪声较大,且噪声尖锐刺耳。
1电驱总成噪声问题以某双模车为研究对象,其后驱为电驱动总成。
在纯电模式下,整车全油门加速和松油门滑行过程中,电驱总成噪声较大,且噪声尖锐刺耳,主观评价为不可接受,需要改进。
初步分析电驱总成噪声为电机电磁噪声、减速器齿轮啸叫和电控开关高频噪声。
通过测试电机圆柱壳体中间、减速器轴承端和电控上盖处的振动加速度、近场噪声,以及车内驾驶员和后排人耳处噪声,发现电机24阶和48阶振动及电磁噪声较大,超出工程目标,在起步阶段尤为明显;减速器1级传动齿轮啮合阶次27阶和其倍频54阶声压级超出目标;电控的IGBT开关高频噪声通过电控上盖板辐射明显。
针对以上噪声问题,分工况分阶次,从电驱总成激励源(自身结构)、控制策略、结构传递路径和声学包裹等方案着手,实测各方案效果,同时考虑时间周期和成本因素,明确最终解决方案。
2噪声解决方案2.1结构壳体加强对电驱总成的壳体加强包括:对电机端盖、圆柱壳体、减速器壳体加筋,在电机和减速器轴承座处以及悬置安装点加强刚度等。
通过这些措施,可减弱电驱总成的表面振动及辐射噪声。
本案例中通过CAE优化,对减速器壳体加筋,如图1绿色部分所示,提高其模态和轴承、悬置安装点处动刚度。
在纯电全油门加速工况下,加强前后的车内噪声频谱,如图2所示。
图1某新能源车减速器壳体加强方案图2某新能源车减速器壳体加强前后车内噪声频谱从图2可见:优化后,车内噪声在700~1400Hz 频段内整体改善非常明显主要改善的阶次为24阶、27阶对应的转速段在2000-3000r/min;48阶噪声在1000-2000r/min 转速段有明显改善;81阶噪声在3500-4500r/min 转速段有明显改善。
2.2电机斜极设计4030IMJ DJ{)I)5tml(M)l4弟诃就;淮I 勺II倾率/由 H ->專 =三壬二詡第a 』||倾谢5伽m404[MK)y[)jm20IlJIOOL)斤J 卅人心也:|3WK>im4i/H Jb 加张馬些一_.璽 =_=■£=着请2(XX)Fi1,21*II1U■V t>I ■I撒率/Hz1OCX)13()D 2(XK)2500 35(XJ—斜极I4v I11—非斜械 I ,'i r l -图3某新能源车电机斜极优化前后车内48阶噪声对比定子斜槽或转子斜极使径向力沿电机长度方向出现相位移,降低平均径向力,减小电机振动和噪声。
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
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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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
中图分类号:th 文献标识码:a 文章编号:1007-0745(2013)05-0365-02
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。
无接触部件。
约束:在自由边界条件下进行模态计算。
加载:无。
4 车身结构的优化
考虑到此车型的输入载荷和传递路径的振动特性,需要对1阶扭转模态和1阶z向弯曲模态进行优化。
针对板面厚度灵敏度采用设计灵敏度分析(sol200),设计出优化方案,对副车架、地板和
顶棚横梁进行刚度加强可改善1阶弯扭模态。
5 车身结构优化的试验验证
5.1 车身的试验模态分析
试验模态的测试流程示意图如图6所示。
试验准备:
1)试验白车身,卸掉车身所有部件,后备箱盖、左右前门、后门、发动机罩等。
2)白车身悬挂方式,白车身用橡皮筋四点悬挂或汽车内胎支撑,使白车身处于自由-自由状态。
3)激振点与激励信号,激振点选在刚度大的车头和车尾位置,激振器与车身的连接要
紧固。
采用两点激振多点拾振的方法,激振信号采用触发随机信号等,激励频率带宽为0~256hz。
4)测点布置原则,外力作用点、重要响应点、部件或结构的交联点及质量集中点等位置一般都应选作为测点,所布测点连线应能显示白车身形状。
5)几何点定义和通道设置,在测试系统下定义几何点,用来描述传感器的运动方向和位置,每个几何点对应一个传感器,每个传感器设置3个测试通道。
6)调试测试系统:先调试激振器,使之发出一个稳定的随机信号,信号量不能太大,
要保证测试样机在线性范围内振动;调试各个测试通道,给每
个测试通道设定一个适当的量程。
对每个通道进行校准。
7)先对系统进行预测试,观测各个测量值,确定测试系统完全正确后开始测试数据。
数据采集:
1)采样频率为512hz,每一批拾振传感器根据情况可取为5~10个,通过移动传感器分批进行测量。
此举可以减小传感器附加质量的影响。
2)各测点的传递函数数据处理与试验数据的采集在现场同步进行,每采好一批数据即
观察其相干性,只有峰值频率的相干系数在0.8以上的信号才有效,对相干性小的测点重新测量。
3)完成车身的模态定阶及拟合工作。
5.2 车身结构优化的效果验证
优化前后车身模态测试结果对比见表1。
6 结论
本文以某车型的车身结构的nvh性能设计为实例,介绍了车身结构在整车nvh开发设计流程中的位置,分别采用了以有限元和试验法进行优化验证,虽然有限元计算结果存在误差,但操作起来比试验法简单得多,在做结构修改时,能够方便地预测修改后结构的各种动态特性。
此两种方法结合使用能在保证优化效果的前提下大大节约开发时间和成本,提高工作效率。
参考文献:
[1]庞剑,等.汽车噪音与振动——理论与应用.北京理工大学出版社,2006
[2]傅志方.模态分析理论与应用.上海交通大学出版社,2000.。