汽车车内声场模态分析的无网格法

合集下载

48_HyperWorks在汽车声腔模态分析中的应用_张远岭

HyperWorks在声学模态分析中的应用张远岭上海世科嘉车辆技术研发有限公司上海 201209摘要：在汽车开发阶段，分析车内声腔的声学特性对改善车内噪声有重要指导意义。

本文应用Altair公司强大的前处理软件HyperMesh建立车内声腔有限元模型, 并利用OptiStruct 进行声学模态求解，最后使用HyperView进行后处理。

通过分析获得了车内声腔的各阶固有频率和振型，为预测车内声学特性和改善声学环境提供了参考。

关键词：车内噪声，声学空腔，声学模态分析，NVH0前言随着人们生活水平的不断提高，人们对汽车的乘坐舒适性也提出了越来越高的要求，汽车NVH性能已经成为影响人们决定购买汽车的一项重要因素。

如何降低车内噪声是汽车设计过程中必须考虑的问题。

车内噪声按产生机理大致分为两类，其一是空气噪声，主要由发动机、进排气噪声通过空气传入车内的中高频噪声，另一类是结构噪声，主要由发动机、轮胎、路面等激励引起车身结构振动而向车内辐射的低频噪声。

试验研究表明，结构噪声在车内噪声中占主要地位，所以，在开发前期，如能研究车室空腔的声学特征，掌握其固有频率和声压分布，就能避免车身壁板振动引起车室空腔共鸣，合理布置车内声压分布，尽量使人耳处在模态节线位置，从而获得较好的舒适性。

1 车室声腔有限元模型的建立声腔由乘员舱内壁形成的封闭空间组成。

在HyperMesh中导入车身FE模型，利用HyperMesh的强大网格生成功能，在车身内壁与空气接触的部位生成一个封闭的面网格，划分网格时若遇到模型中倒圆、孔、冲压筋及一些面与面之间的缝隙等特征，可在不影响模型精度的前提下，尽量简化和忽略。

另外，若考虑座椅对声腔的影响，还需要在HyperMesh 中导入座椅外CAS面，生成封闭的面网格。

然后利用HyperMesh中的四面体网格生成功能可以快速的生成如图1所示的完整的声腔有限元模型，其单元基础尺寸100 mm，共有节点14704个，单元74448个。

利用CFAST单元模拟焊点白车身模态分析

利用CFAST单元模拟焊点白车身模态分析王力;臧孟炎;邓雄志;毕锦烟【摘要】CFAST类型焊点单元在建模时不要求网格节点对齐,是一种效率较高的焊点模型.但是CFAST单元在车身模态分析方面的应用研究较少.详细讨论了CFAST 单元的使用方法,并利用CFAST模拟焊点建立某A级轿车白车身模型进行模态分析.有限元模态分析与模态试验结果的对比表明,CFAST单元模拟焊点,在模态分析中具有较高的计算精度.【期刊名称】《汽车工程学报》【年(卷),期】2014(004)002【总页数】5页(P125-129)【关键词】CFAST;焊点;白车身;模态分析【作者】王力;臧孟炎;邓雄志;毕锦烟【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院,广东,广州510640;广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院,广东,广州511434;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东,广州510640;广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院,广东,广州511434;广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院,广东,广州511434【正文语种】中文【中图分类】U463.82+1CAE技术在汽车行业的应用日益成熟。

通过CAE技术的应用，使整车开发周期大为缩短，开发效率大幅提高。

同时，技术人员通过大量的工作，使有限元模型能够得到更加准确的计算结果，进一步提升仿真驱动设计的能力[1]。

在焊点模拟方面，早期的处理方式是采用CBAR、RBE2等刚性单元模拟[2]，这种类型单元要求所焊接的两层壳单元之间节点对齐，因此需要在建立焊点时重新划分局部网格。

对于拥有4 000～6 000焊点的白车身而言，这将带来大量的工作。

为此，MSC Software公司先后推出了ACM2、CWELD和CFAST单元，这3种焊点单元在建模时均不要求单元的节点严格对齐，具有很高的效率[3-4]。

关于ACM2和CWELD焊点单元的应用，技术人员进行了大量的研究[5-9]，但是CFAST单元的应用研究较少。

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。

某轿车白车身模态仿真分析

某轿车白车身模态仿真分析田国红;齐登科;孙立国【摘要】以某国产轿车白车身为研究对象,用HyperWorks软件建立了以壳单元为主的白车身有限元模型,通过Nastran对该模型进行模态分析计算,得到白车身的各阶模态频率和模态特性.结合模态分析结果,分析汽车运行时来自于外界和内部激励源的振动,为该款车后续的动态特性改进设计提供参考.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】3页(P38-40)【关键词】白车身;Hyperworks;模态分析;激励源;有限元【作者】田国红;齐登科;孙立国【作者单位】辽宁工业大学汽车与交通工程学院,辽宁锦州121000;辽宁工业大学汽车与交通工程学院,辽宁锦州121000;辽宁工业大学汽车与交通工程学院,辽宁锦州121000【正文语种】中文【中图分类】U467.3关键字：白车身；Hyperworks；模态分析；激励源；有限元10.16638/ki.1671-7988.2015.10.016CLC NO.: U467.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)10-38-03 现代汽车可以看作一个复杂的多自由度振动系统，在受到外界激励时会产生振动。

当外界的激振源频率与汽车系统固有频率接近或相同时，会使汽车与其产生共振。

车身是轿车重要组成部分，被看作是一个连续的弹性结构系统，其固有振动频率表现为无限多的固有模态。

低阶模态多是整体振型，如整体扭转、弯曲振型；高阶模态多是一些局部的振型，如地板振型、车顶振型等。

汽车NVH性能对整车模态分布是否合理影响较大[1]，因而模态分析在汽车设计和研究过程中得到广泛应用。

模态分析技术是一门重要的工程技术，对车身结构进行模态分析在车身结构动态特性分析和结构优化方面意义重大[2]。

本文以某款轿车为研究对象，先通过对3D白车身模型的建立，然后在Hypermesh中进行有限元划分，最后在对其进行模态计算和分析。

车身模态及接附点动刚度分析

为０９ｍｍ左右ꎬ属性设置为ＰＳＨＥＬＬꎮ 模型建立
后ꎬ共有３１０４４２９个单元、２７１７０２９个节点ꎬ三角
形单元占比为５３％ ꎮ
表１车身材料参数
Ｔａｂｌｅ１Ｂｏｄｙｍａｔｅｒｉａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
材料
弹性模量 / ＭＰａ
泊松比
钢
２１ × １０５
ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔꎬｉｔｓｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄꎬｔｈｅｆｒｅｅｍｏｄｅｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｂｏｄｙｗｉｔｈｉｎ
０ ~ １００Ｈｚａｎｄｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆ１６ａｔｔａｃｈｍｅｎｔｐｏｉｎｔｓｉｓｏｂｔａｉｎｅｄꎬｔｈｅｌｅｆｔｆｒｏｎｔａｎｄｒｉｇｈｔ
格比例较大ꎬ网格主要由四边形单元和少量三角
形单元混合而成ꎬ采用三角形单元是为了获得更
高质量的整体网格ꎬ 其数量不超过单元总数的
１０％ ꎮ 组件进行连接时ꎬ主要使用螺栓、点焊和粘
胶三种方式ꎬ车身相关材料参数如表１所示ꎮ 车
身厚度约０７ ~ ３２ｍｍꎬ有限元模型中厚度设置
下的动刚度特性较差ꎬ此时进行模态分析ꎬ通过分
析车身模态频率与振型来判断产生峰值的原
因 [１３] ꎮ ＩＰＩ计算公式为
ＩＰＩ＝
－ｗ２ｘ０ｅｊｗｔ－ｗ２
ｘ̈
－ｗ２
＝
＝
＝
ｊｗｔ
Ｆ
Ｋｄ
Ｆ０ｅ
ｋ ห้องสมุดไป่ตู้ ｗ２ｍ＋ｊｗｃ
(９)
沈阳理工大学学报

对汽车内声场进行模拟的集成解决方案

对汽车内声场进行模拟的集成解决方案作者：LMS任何内声场仿真的首要目的是确定汽车内部的声压级（SPL），判断其是否能满足设计规范的要求。

另一目的是通过对车内声场的仿真分析，发现问题的根源，进而更改设计参数，最终达到优化设计的目标。

根据客户的实际应用要求，LMS b提供了三种内声场仿真方案。

第一种方案为标准型解决方案。

通过给出车内声压级清晰的指标，让用户判断是否满足设计目标，该方案同时也能提供车体上不同辐射面板的贡献量。

第二种方案也称“增值方案”。

拥有更多的细节分析能力，能提供更为详细的信息，使用户能够更精确地发现存在问题的区域，并更有效地进行微调设计。

该方案利用基于声学传递向量（ATVs）的声学边界元法或声学有限元法来完成上述任务。

第三种方案也称“补充解决方案”，是一种更先进的声学仿真方案。

在该方案中，多层吸声材料可以更精确地定义。

随着计算频率范围的增加，精确模拟多层吸声材料更为重要。

与Biot分析方法相比，更显出了它的优越性。

因为3D实体有限元单元将把成千上万的自由度添加到分析计算中。

LMS b利用多层吸声材料的快速子结构技术不会把额外的自由度添加到计算模型中。

对附于基础结构上的多层吸声材料性能仿真几乎不必花费额外的代价。

基于直接耦合法的声压级分析直接耦合是一种快速简易的方法，可以使用目前市场上任何一款Nastran求解器求解，各个步骤如图1所示。

图1 求解步骤模型设定所需的时间很短，大约只需20min，这主要得益于整个装配过程的自动化。

该过程可以直接耦合不兼容的声学和结构两种网格，所以可以直接使用集成于Nastran求解器中的振动噪声解决方案。

1．结构网格结构网格的细节是由用户感兴趣的频率范围所决定的。

如果用户只对低频感兴趣，例如低于100Hz，那么就不需要模拟内部装饰面板的全部细节，用一个集中质量代替就足够了。

2．声腔网格为了分析内部噪声，车内声腔需要定义和划分网格。

对任何有限元分析，建立正确和真实的模型都很重要。

车内中频噪声FE-SEA混合建模及分析方法

车内中频噪声FE-SEA混合建模及分析方法车内中频噪声是指频率范围在100 Hz到10 kHz之间的噪声，主要来源于引擎、变速箱和底盘。

为了减少车内中频噪声对人体健康的影响，需要采用建模和分析方法来预测和优化车内中频噪声水平，其中FE-SEA混合建模及分析方法是一种有效的方法。

FE-SEA混合建模技术是有限元和统计能量分析相结合的一种方法。

它通过将车辆结构分成有限元网格，并考虑分布在结构表面上的机械振动源的振幅、相位和入射角等参数，然后使用统计能量分析方法来估计噪声传递路径对车内声压水平的贡献。

具体来说，该方法可以分为以下步骤：1.有限元建模：对车辆结构进行有限元建模，将车辆结构分成小单元，每个单元的振动特性可以通过有限元分析进行计算。

2.机械振动源建模：将机械振动源视为点源，并估计其振幅、相位和入射角等参数。

3.传递路径建模：通过分析车辆结构的机械振动源和有限元模型中的弯曲、扭曲和屈挠等模态，确定声波传播路径以及各传递路径的贡献。

4.统计能量分析：将传递路径的声波能量汇总，并计算其对车内声压的贡献。

5.结果分析：对计算得到的结果进行分析，包括识别主要的车体振动模态和传递路径、确定主要噪声源和传递路径、分析各传递路径的贡献以及提出优化措施等。

FE-SEA混合建模技术具有以下优点：1.可以考虑模态交叉项对声压的贡献，以及车辆结构的频率响应特性。

2.能够较准确地预测车内噪声水平，为优化车辆结构提供指导。

3.可以在优化车辆结构前进行多种方案的评估，节省优化设计的时间和成本。

4.为了进一步提高该方法的预测精度，可以添加实测数据用于校准计算结果。

综上所述，FE-SEA混合建模及分析方法是一种有效的方法，可以对车内中频噪声进行预测和优化。

通过该方法，可以识别和定位主要的噪声源，确定主要传递路径，提供优化车辆结构的指导，从而提高行驶舒适性和充分保护人体健康。

FE-SEA混合建模技术在汽车行业中的应用非常广泛。

列车车轮辐射声场的有限元法-边界元法研究

第30卷第1期2021年2月淮阴工学院学报Jonrcct of Huaiyin Inshtum of TechnoUgyVxU33Nx.1Feb.2021列车车轮辐射声场的有限元法一边界元法研究汶晓强，靳伟江，石焕文（长安大学理学院，西安71064）摘要：为探索车轮在轮轨表面粗糙度激励下的振动辐射声场特征，利用有限元法-边界元法相结合的方法，完成了建立车轮和轨道的三维有限元模型，根据有限元法分析其结构振动模态和位移导纳特性,通过声学边界元软件n对车轮辐射声场及真实激励下辐射声功率级进行预测研究。

结果表明:轮轨接触点处车轮径向导纳变化剧烈，在计算频率范围内自振频率较多，而钢轨的垂向导纳变化整体较为平和,在钢轨Pinned-Pinned频率附近变化较剧烈;车轮的声辐射具有较强的指向性,其声辐射效率在低频时较小，随着频率增大而增大,并逐渐趋于1;计算得到的每单位粗糙度的接触力与D.J Thompson根据轮轨相互作用模型计算出的结果基本相符，真实激励下的声辐射功率总体来看高频范围的声功率级大于低频范围。

研究结果可为进一步探讨列车车轮在真实激励下的辐射噪声预测及控制提供帮助与参考。

关键词：有限元法-边界元法;列车车轮;Sato谱;声辐射;轮轨力中图分类号：U270.1+6文献标志码：A文章编号:109-7721（2021101-0053-07Study on Radiated Sound Field of Train Wheelsby Finite ElemedU MetUod and Boundary ElemedU MetUodWEN Xiao-qiany,JIN Wei-jiany,SHS Huan-wen（School of Science,Chany an Universito,XiVn712264,China SAbstract:N orCev to explon tie characte/sticr of tie viCration radiation soanC fielU of tie wheel unCev tie exd-tation of tie spmaco nauhnns of tie wheel and rail.tie tiree一（11）6X310230finite element model of tie wheel and tie tract was68130118（6）by tie combination of finite element metiod and boanCan element metiod ,and tie stmcturaf viCration model was analyzed according to tie finite element metiod-The characteristic）of state and aisplacement admittance are predicted and stuUied by tie acoustic boandan element software ViPuaU Lab to pre-aict tie wheel radiated sound fieie and tie radiated sound powev level undec nO excitation•The results show tiat tie ndiV admittance of tie wheel at tie wheel-rail contact point changes arasticalts,witi more nOunl frebuen-cies in tie calculated frebuency range：while tie0X1000eirectiop admittance change of tie rail is nloWby smooti overab,and tie change is sham neav tie Pinned一Pinned frebuency of tie rail;Acoustic radiation has strong eirectivito,and its acoustic radiation ebiciency is smab at low frenuencies,mcreases witi tie increase of frequency,and graduaby tends to5.The contact force pec unit naehnns and D.J.Thompson calculatei by wheel rail interaction model are basicaby03:50x1.The sound powev level undec nO excitation is generaby highev in tie high-frexnency range than in tie low-frexnency sange-The research results can proviCe hbp and reference fov furtiev Uiscussioa on tie prediction and control of radiated noise of rail■^0x1（undec nO excitationKey woalt:finite element method一boandan element method;train wheel;sate spectmm;sound radiation-wheel一rail force伴随着我国铁路不断提速，列车本身的动力作用及轨道不平顺,使得列车轮轨间产生的振动愈加剧烈，铁路振动与噪声问题日益严重,这越来越引起人们的注意。

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。

基于HyperMesh的乘用车驾驶室NVH性能分析

基于HyperMesh的乘用车驾驶室NVH性能分析
程楷博;钟兵;吴芷红
【期刊名称】《内燃机与动力装置》
【年(卷),期】2024(41)2
【摘要】为测定某乘用车驾驶室噪声、振动、声振粗糙度(noise vibration harshness,NVH)性能,采用有限元软件ANSA建立车辆内饰车身模型,HyperMesh 建立驾驶室声腔模型,并采用HyperMesh将车身模型与声腔模型耦合连接,进行声腔模态分析和噪声传递函数分析。

声腔模态分析结果表明:驾驶室声腔模型各阶次声压分布基本处于对称状态,符合车内声压分布规律,声腔模态结构合理。

噪声传递函数分析结果表明:在不同方向、不同位置的激励作用下,驾驶员右耳处最大声压级为55.60 dB,未超出57 dB的限值规定;后排乘客右耳处最大声压级为56.25 dB,未超出58 dB的限值规定,车辆驾驶室满足NVH性能要求。

【总页数】6页(P53-58)
【作者】程楷博;钟兵;吴芷红
【作者单位】山东交通学院汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U461.4
【相关文献】
1.基于hypermesh的乘用车车门性能分析及结构优化
2.乘用车副车架NVH性能分析
3.某乘用车动力总成悬置的NVH性能分析与优化
4.基于HyperMesh的电动汽车NVH声腔模态分析
5.某电动商用汽车驾驶室NVH性能分析
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于车身板件声学贡献分析的声振优化

ｔｅｅｐｒｍｅｔｌｖｌｄｔｏｎｉａｅｈｔｔｃｕｔｅｅｆｉ — ａｏｓｓｍａｋｄｌｍｐｏｅｔｈｈｘｅｉｎａａｉａｉｎｉｄｃｔｓｔａｈｅａｏｓｉｌｖｌｏｎｃｒｎｉｅｉｒｅｙｉｒｖｄｗｉｈｔｅｃ
ｔｅｍｅｈｄｏｕｔｕｔｅｍｏｅｓｎｈｓｓ，ｔｔｃｕｒｌｄｎｍｉｍｏｅｓｓｔｕｔｈｏｎａｙｈｔｏｆｓｂｓｒｃｕｒｄｙｔｅｉｈｅｓｒｔａｙａｃｕｄｌｗａｅｐｗｉｈｔｅｂｕｄｒ
ｍａｎｐａｃｅｓｆ５．０Ｂｎｄｎ。ａｏｓｖｒｌｌｖｌｄｃｅｓｆ３．９Ｂ．Ｉｃｒｓｒｃｕａｉｅｋｓｄｅｒａｅｏ７ｄａｉｃｒｎｉｅｏｅａｌｅｅｅｒａｅｏ８ｄｎ— ａｔｔｒｌｕ
ｌｆ周是９－，河譬碍研生ｗｇｂ＠ｍｌｒ，从振噪控、劳久汽试学究ｆ：三铉１５），窟佳：士究（ｎｒｇｇｉｏ）要事动声制疲耐等车验研．ｚ：二８星￣（５２ａｅｉａｃ主ｎ．ｎ）男，海人，授，士生导师（ｈｕｏｇｔｇ．ｄ．ｎ，要从事疲劳耐久振噪控茂交，上教博ｚｏｈｎ＠ｏｊｅｕｃ）主ｎｉ动声锎举摹究薪
Ｈ范围内的实车怠速工况结构力载荷，到边界振ｚ得动响应．然后，据实车怠速工况下车内声压级峰值根特性，用直接边界元法进行板件声学贡献分析，使以

轿车车内低频噪声的仿真计算及试验研究

轿车车内低频噪声的仿真计算及试验研究
马天飞;林逸;彭彦宏;陈榕
【期刊名称】《中国机械工程》
【年(卷),期】2005(016)016
【摘要】在介绍车室空腔声学系统建模方法和声固耦合系统有限元方程式的基础上,针对某轿车建立了车室声固耦合系统有限元模型,并利用MSC.Nastran对车内噪声进行频率响应分析.通过道路试验测量车内的声压信号,结合对发动机激励的分析,探讨了车内低频噪声的主要激励源.结果表明:车内低频噪声在频域中的尖峰是由发动机往复惯性力激振车身壁板产生的;车内噪声在空间分布情况的仿真结果得到验证.最后,为降低车内噪声对该轿车提出了改进意见.
【总页数】4页(P1489-1492)
【作者】马天飞;林逸;彭彦宏;陈榕
【作者单位】吉林大学,长春,130022;北京理工大学,北京,100081;吉林大学,长春,130022;长春工业大学,长春,130012
【正文语种】中文
【中图分类】U461.4
【相关文献】
1.基于FEM-BEM的轿车车内低频噪声综合分析方法 [J], 孙威;陈昌明
2.某轿车车内气动噪声特性的试验研究 [J], 贺银芝;杨志刚;王毅刚
3.轿车车内低频噪声的判定参数探讨 [J], 高书娜;邓兆祥
4.附加质量块对某型轿车车内噪声影响的试验研究 [J], 弯艳玲;李守魁;李元宝
5.轿车车内低频噪声预测与控制 [J], 邓兆祥;李昌敏;胡玉梅;张景良
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

ATV与MATV技术在轿车乘坐室噪声分析中的应用

数据后处理
ＡＴＶ求解
检测点声压值
检测点声压值
（ａ）传统ＢＥＭ方法
（ｂ）ＡＴＶ方法
图１传统ＢＥＭ方法和ＡＴＶ方法流程
边界元模型设定检测点
计算ＡＴＶ输出ＡＴＶ速度边界条件ＡＴＶ求解检测点声压值（ａ）ＡＴＶ方法
边界元模型设定检测点
计算ＡＴＶ输出ＡＴＶ计算结构模态计算ＭＡＴＶ计算模态参与系数ＭＡＴＶ求解检测点声压值
尼）、场点的位置、计算频率、声介质的物理参数
·２４·
ＡＴＶ与ＭＡＴＶ技术在轿车乘坐室噪声分析中的应用／孙威，陈昌明
设计·研究
（速度、密度等）、结构模态形状或结构的属性、位移边界条件等。１．３ＡＴＶ、ＭＡＴＶ与传统ＢＥＭ求解过程比较
２０～２５０Ｈｚ之间存在１９８阶模态。在ＳＹＳＮＯＩＳＥ中建立结构有限元模型并将模态计算结果插值到结构上，此处可以选择直接将位移向量向法线方向投影。另建流体边界元模型进行ＡＴＶ计算，然后建立结构模型和流体模型之间的耦合关系，注意，此处只能建立弱耦合关系。最后将结构模态投影到ＡＴＶ上就完成了ＭＡＴＶ的求解过程。针对声压级响应曲线中的几个峰值频率点，即５０Ｈｚ、６２Ｈｚ、１３０Ｈｚ和２０５Ｈｚ，取出相应的ＭＡＴＶ结果如图６所示。
频率。
通过声传递向量，将声场中某点处的声压与模
型网格的振动速度之间建立起了联系，ＡＴＶ的物理
意义可以理解为单元或节点在特定频率下的单位速
度在场点上引起的声压值。
因此，声传递向量与下面的物理参数有关：结构

驾驶室低频噪声的声学特性分析与控制

驾驶室低频噪声的声学特性分析与控制朱晓东;沈忠亮;汪一峰【摘要】在某卡车驾驶室结构有限元与声学有限元计算以及驾驶室声固耦合建模的基础上，进行结构模态计算分析以及试验验证。

再进行声学模态分析以及声固耦合系统模态分析。

考虑声—固耦合作用，利用耦合声学有限元进行了驾驶室内部声学特性研究，识别出主要噪声频率。

继而进行面板声学和模态贡献量分析，找到了峰值声压产生的主要原因，确定了贡献显著的面板。

通过结构改进，提升了板件刚度，抑制了结构振动，试验结果表明，驾驶室内部噪声得到较明显下降。

%The structural finite element model, acoustic finite element model and the structural-acoustic coupling finite element model for a cab were established respectively. The modal analyses of the three models were carried out and verified by testing. The acoustic properties of the internal cavity of the cab were analyzed using the structural-acoustic coupling finite element model, and the main noise frequencies were recognized. Combining the panel acoustic contribution analysis method with the modal contribution analysis method, the major factors causing peak sound pressure were discovered, and the panel with significant contribution to the noise at the main noise frequencies was identified. The stiffness of the panel was raised and its vibration was controlled through the structural modification. The experimental result shows that the internal noise of the cab is reduced obviously.【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】6页(P145-150)【关键词】声学;低频噪声;有限元法;面板贡献量;结构优化【作者】朱晓东;沈忠亮;汪一峰【作者单位】江淮汽车股份有限公司技术中心，合肥 230022;合肥工业大学噪声振动工程研究所，合肥 230009;合肥工业大学噪声振动工程研究所，合肥230009【正文语种】中文【中图分类】TB132;O422.6驾驶室的NVH性能是影响驾驶室乘坐舒适性的主要因素，随着生活水平的提高，人们对驾驶室乘坐舒适性有了更高的要求。

三维声腔模态的等几何计算分析

Abstract: Three-dimensional interior acoustic modeling and inherent characteristics are investigated using isogeometric analysis ( IGA) , which aims at the modeling of the complex acoustic field. The nonuniform rational B-spines ( NURBS) employed to exactly build acoustic cavities also serve as the basis for interior acoustic fields governed by the Helmholtz equation. Compared with the traditional finite element method, IGA keeps the accurate geometric model, avoids the traditional tedious meshing step, and unifies the geometric modeling and numerical simulation. This paper presents modal calculation and analysis of elliptical cylindrical cavities, whose cross sections are ellipse, elliptical annulus, and ellipse with an eccentric circular hole, respectively. Numerical examples show that IGA has a fast convergence rate and high calculation precision. The wavenumbers of an elliptical cylindrical cavity obtained by cubic NURBS agree well with the analytical values. For an elliptical truncated cone, the wavenumbers increase as the eccentricity increases. For an elliptical annulus cylindrical cavity, the variation of wavenumbers becomes complex. Keywords:isogeometric analysis; NURBS; Helmholtz equation; geometric modeling; numerical simulation; elliptical cylindrical cavity; wavenumber; modal analysis

轿车车内空腔声学模态测试方法

轿车车内空腔声学模态测试方法
轿车车内空腔声学模态测试方法是一种用于测量轿车车内空腔声学特性的有效方法。

它可以帮助研究人员对车内声场进行有效检测和分析，从而把握声学设计的优化方向，提高车内空腔声学特性。

轿车车内空腔声学模态测试方法主要通过空腔声学模态测试装置来实施。

这种装置由一系列测试部件组成，如振动发生器、振动传感器、声学传感器、激励源控制器和计算机等。

振动发生器用于产生不同频率的振动，然后将其传递给振动传感器，振动传感器将振动信号转换为电信号，并传递到激励源控制器，激励源控制器控制振动发生器，振动发生器发出声波，这些声波在轿车车内空腔中传播，声学传感器接收此声波，将其转换为电信号，传递到计算机，计算机计算出声学模态特性，最终得出轿车车内空腔声学特性。

轿车车内空腔声学模态测试有助于提高轿车车内空腔的声学特性。

这种测试能够测量车内空腔声学特性，从而提供有用的信息，例如隔声性能、音质和声振分析等，能够及时发现空腔内可能存在的问题，从而及时采取改进措施，提高轿车车内空腔声学特性。

轿车车内空腔声学模态测试方法的优点主要有：首先，可以快速准确地测量车内空腔声学特性，并且可以获得可靠的结果；其次，对测量车内空腔声学特性有着显著的优势，可以提供有效的信息，帮助研究人员把握声学设计的优化方向；最后，这种测试方法只需要少量的测试设备，而且结果也相对准确。

轿车车内空腔声学模态测试方法应用广泛，它可以帮助研究人员对车内声场进行有效检测和分析，从而把握声学设计的优化方向，提高车内空腔声学特性。

同时，该方法也可以提供有效的信息，帮助研究人员及时发现空腔内可能存在的问题，从而及时采取改进措施，提高轿车车内空腔声学特性。

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。

针对某SUV 车型内饰车身加速噪声的阻尼优化分析

【摘要】汽车加速噪声作为NVH 的一个重要评价指标，直接影响用户的直观感知，加速噪声的控制已经成为各大汽车厂家的生产控制难点及卖点。

为提升某SUV 车型的加速噪声，对其前围板、地板等进行能量分析，并针对其能量分布排序进行阻尼片布置分析优化，从而达到优化加速噪声的目的。

该方法首先采用HyperMesh 作为网格的前处理建模，然后利用ACTRAN 软件进行能量的分析及后处理提取，接着通过能量的分布排序诊断出高风险区域，最后根据此区域对其进行阻尼片的布置、材料、厚度等优化，使该车身的加速噪声得到优化改善。

【关键词】加速噪声；能量分析；阻尼片优化【中图分类号】U463.82【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）12-0057-040引言随着汽车工业的快速发展，汽车已成为目前大众日常出行的重要工具，随之而来的是人们对于汽车的品质的要求越来越高，在满足外观、动力等的标配需求后，对于汽车的NVH 性能要求也越来越高。

NVH 是噪声（Noise ）、振动（Vibration ）、声振粗糙度（Harshness ）的统称，是衡量乘坐舒适性的重要指标[1]。

为了在竞争激烈的汽车行业中更具优势，NVH 性能的提升已经成为各大汽车厂家必须考虑的问题。

目前，国内车企用于评价NVH 的常规分析项中，一般包括模态、动刚度、噪声传递函数、振动传递函数、整车路噪、整车加速噪声等。

其中，整车加速噪声作为NVH 性能的一个重要评价指标，其性能的好坏直接影响用户的主观感受。

但是由于底盘件的建模误差，尤其是各种隔振衬套的刚度参数、阻尼系数、发动机激励及轮胎建模等因素叠加，整车加速的对标还不是很好，也为后续的加速优化增加了难度。

因此，为了能更方便地针对实车问题进行优化，可以缩减模型，去掉不确定因素，仅保留整个内饰车身，再应用实际采集的激励，就可以对加速噪声的优化提供一定的指导。

各种阻尼材料的应用，可以有效降低车身的高频振动，打散集中的能量，从而降低车内噪声[2]。