基于VAOne汽车声学包的分析资料
VAOne——精选推荐
振动声学解决方案1.概述ESI集团旗下的振动噪声系列解决方案是全球技术最领先、最完善的解决方案,包括全频段振动噪声模拟软件VA One,高频冲击响应分析软件SEA Shock,声学材料解决方案Foam-X/Nova。
2.全频段振动噪声模拟软件VA OneVA One是法国ESI集团于2005年推出的全频段振动噪声分析的模拟环境,代表着ESI集团在振动噪声模拟、分析和设计方面的最新技术,被业界专家评为振动噪声工程近二十年来最重大的突破。
VA One把有限元分析(FEA),边界元分析(BEM),统计能量分析(SEA)及其混合分析集中于一个易于进行模拟的环境。
同时,VA One提供有限元、边界元和统计能量分析一种严格的耦合形式,能够统一而可靠地进行全频谱范围的求解。
从2004年以来,汽车,航空和铁路领域的一些世界性企业参与了ESI集团的结构噪声共同体(SBNC- Structure-borne Noise Consortium)项目,对发展和验证VA One方案做出了重要的贡献。
联盟成员包括:空中客车德国部(Airbus Deutschland GmbH),波音商业飞机(Boeing Commercial Airplanes),庞巴迪运输(Bombardier Transportation),欧洲航空防务及航天公司研发中心(EADS CRC Research Centre GmbH),本田汽车(Honda Motor Co),三菱电机(Mitsubishi Motor Co),英国QinetiQ Ltd,立达汽车系统(Rieter Automotive Systems),大众汽车(Volkswagen AG)等。
VA One包含有一系列的内部求解器,从而可以满足对振动噪声分析的需要。
另外,这一工具软件还包括有与外部求解器的接口,以确保与目前振动噪声分析和设计过程的兼容性。
VA One具有很大的灵活性,可以让用户选择基于成本、时间和计算资源的最佳模拟方案。
声学包标定及其他
SEA数模搭建
部件级(关键钣金件)
? 防火墙 ? 地板 ? 车门
钣金件隔声量
? 钣金件隔声量测试 ? SEA仿真预测 ? 覆盖率影响分析
定义关键内饰件隔声性能上下目标限
SEA数模搭建
整车级
? 标杆车SEA模型或开发样车 SEA模型 ? 内饰材料声学性能(标杆车、目标、
? 发动机舱内吸声件 ? 乘坐室内吸声或隔声件 ? 后行李箱吸声和隔声件 ? 各种声学密封件 ? ……
3
? 指导内饰件材料定义( NOVA,FOAM-X ) ? 指导声学包结构设计及生产制作工艺
开发初期 ? 确立声学包目标水平,减小生产盲目性
? 声学包性能水平控制 ? 声学包对整车噪声水平影响预测
实测) ? 声载荷(标杆车与开发车) ? 调整内饰定义
修正、调整、确定内饰件目标定义
1
VAONE在声学包开发中的运用
2
声学包开发方法与流程
3
声学包目标定义
4
声学包开发中的相关试验
整车开发中的声学包开发
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摸底测试
测试内容:声压、AI、声功率
? 怠速、匀速等
40.00 27.41
Octave 1/3 driver_R:S (A) 746.99 rpm Octave 1/3 codriver_R:S (A) 746.99 rpm
中国汽车技术研究中心 邓江华 博士
1
VAONE在声学包开发中的运用
2
声学包开发方法与流程
3
声学包目标定义
4
声学包开发中的相关试验
整车开发中的声学包开发
2声学包Βιβλιοθήκη 义具有处理空气声声压的声学部件组合,多由棉毡、海绵、玻璃纤维 、无纺布、质量层、密封件等材料组成。 对一般乘用车而言,声 学包主要包括以下几大部分
基于NSGA-Ⅱ算法对发动机噪声激励下的整车声学包优化
机械设计与制造72Machinery Design&Manufacture第5期2021年5月基于NSGA-域算法对发动机噪声激励下的整车声学包优化李添翼12,张永仁3,甘进4,邱斌12(1.汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室,重庆400039;2.中国汽车工程研究院股份有限公司,重庆401122;3.岚图汽车科技公司,湖北武汉430058;4.武汉理工大学,湖北武汉430070)摘要:通过整车声学包合理设计能有效的改善发动机传至车内的噪声。
基于统计能量法,利用Hypermesh和VAOne 软件搭建整车SEA模型,对比测试与仿真分析的PBNR值验证模型的精度。
前围板作为发动机到驾驶室的主要传递路径,以前围内外侧声学包材料的厚度、属性、堵孔件厚度及声学材料覆盖率为自变量,利用创建的SEA模型得到主驾右耳的PBNR值、声学材料的总质量及总价格并作为响应。
在MATLAB中建立自变量与响应间的数学模型,对各响应赋予一定权重,利用非支配排序遗传算法(NSGA-域)获得Pareto最优解。
通过SEA模型分析最优解及任意三组Pareto解的响应,验证最优解的可信性;对比原声学包响应:PBNR值提高2.0dB、总重量降低8.5%、价格降低3.6%。
分析表明,通过对SEA模型进行PBNR分析结合NSGA-域算法能快速得到整车的最优声学包设计方案。
关键词:发动机噪声;SEA模型;PBNR分析;NSGA-II算法;声学包优化中图分类号:TH16;U491.9+1文献标识码:A文章编号:1001-3997(2021)05-0072-05Vehicle Acoustic Package Optimization Under Engine NoiseExcitation Based on NSGA-II AlgorithmLI Tian-yi12,ZHANG Yong-ren3,GAN Jin4,QIU Bin1,2(1.State Key Laboratory of Vehicle NVH and Safety Technology,Chongqing400039,China;2.China Automotive Engineering Research Institute Co.,Ltd.,Chongqing401122,China;3.Dongfeng Motor Corporation,Hubei Wuhan430058,China;4.Wuhan University of Technology,Hubei Wuhan430070,China)Abstract:The vehicle interior noise transmitted from engine can be effectively optimized via the rational design of vehicle sound package.The SEA model of a car is built by using HyperMesh and VA One softwares based on the statistical energy analysis.The accuracy of the model is verified by comparing simulation PBNR with test results.As the main transfer path from the engine to the vehicle cabin,the properties and thickness of the bulkhead acoustic materials,as well as the thickness of the plugging parts will be taken as independent variables.The power based noise reduction(PBNR)qfdriver''s right ear,total weight and the total price of sound package are obtained in response by the SEA model.The mathematical model between independent variable and response is established in MATLAB,and each response is given to a certain weight,and the Pareto optimal solution is gained by using the non dominated sorting genetic algorithm(NSGA-域).By analyzing the response of the optimal solution and stochastic three Pareto solutions with SEA model,the credibility of the optimal solution is verified as pared with the original sound package,it is found that the PBNR increased by2.0dB,t he total weight decreased by 8.5%,and the price decreased by3.6%.The analysis shows that the PBNR analysis of SEA model combined with NSGA-域algorithm can quickly get the optimal sound package design scheme ofthe whole vehicle.Key Words:Engine Noise;SEA Model;PBNRAnalysis;NSGA-域;Sound Package Optimization1引言在汽车怠速及行驶时,发动机噪声对车内NVH性能有重要影响。
汽车声学包轻量化设计分析
汽车声学包轻量化设计分析摘要:本文旨在研究汽车声学包的轻量化设计,要求在保证声学性能的前提下,尽可能实现轻量化的目标。
针对电动汽车的轻量化设计需求,综合考虑其声源分布,对电动汽车关键声学包部件进行轻量化研究。
关键词:汽车声学包;轻量化设计引言:车内噪声按照频率可分为低频、中频和高频噪声。
车内低频噪声可采用有限元法和边界元法等分析求解;而随着频率的升高,车身结构在高频段呈现出“短波长、高模态密度和高模态重叠数”等特性,导致有限元法不适用于高频噪声分析;而统计能量法可克服这些不适合有限元分析的因素,故可广泛应用于高频噪声研究中。
声学包是控制车内高频噪声的有效措施,将不同吸、隔声材料进行最优组合,不仅可获得良好的声学性能,还能实现材料的轻量化。
如以覆盖率、堵件厚度、PU泡沫厚度和EVA面密度为设计变量,对前围板声学包进行优化,使声学包在隔声性能与质量之间取得最佳平衡。
一、汽车声学包轻量化分析电动汽车的轻量化设计直接影响到续航里程、行驶能耗、安全等方面的性能,汽车轻量化已成为当前汽车工业发展的主要趋势。
声学包作为整车中一个重要子系统,有较强的轻量化需求。
声学包轻量化的前提是不造成整车声学性能的衰减。
声学包材料特征参数(如厚度、密度等)存在一定的不确定性,其声学性能的稳健性是声学包轻量化设计的一个主要考量。
基于声学包样件在制作、运输过程中可能存在的厚度、材料参数(流阻、密度)等方面的不确定因素,研究其对整车声学包性能稳健性的影响。
通过合理的优化分析,可设计出兼顾吸隔声性能与良好声学性能稳健性的轻量化声学包部件。
二、计算原理声学包零部件往往采用单一材料组分,未结合传递路径贡献量差别进行不同组合设计,存在声学包性能过设计且重量无法把控的弊端。
基于统计能量分析原理,综合路径贡献量与声学包方案组合灵敏度指标进行分析,从而实现声学包性能与轻量化平衡优化设计。
1、声学材料Biot参数声学材料的声学行为受5个Biot参数(孔隙率、流阻率、弯曲度、黏性特性长度和热特性长度)以及3个力学参数(杨氏模量、泊松比和损耗因子)影响,其中力学参数只影响弹性质地材料,不考虑力学参数对非弹性质地材料性能影响。
基于经典声学理论的声学包轻量化研究
基于经典声学理论的声学包轻量化研究许雪莹【摘要】为了提高电动汽车的续驶里程,声学包的轻量化是重要手段之一,采用经典声学理论对整车前围声学包搭建了隔声模型,该模型采用经典的隔声理论,单层材料采用\"质量定理\"理论,多层结构则采用\"双层墙\"隔声理论,计算了前围隔声垫的整体隔声量,并进行了轻量化研究.同时对整车的隔声性能进行了试验,将模型预测隔声性能与整车隔声试验结果进行了对比.结果表明,在200~8000 Hz频率范围内,仿真与试验结果有较好的一致性,仿真模型能有效预测前围隔声结构的隔声性能并指导轻量化设计.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】4页(P51-54)【关键词】电动汽车;声学包;轻量化;经典声学理论【作者】许雪莹【作者单位】上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心,上海 200438【正文语种】中文【中图分类】U467.4931 前言车身防火墙的结构设计对于阻止发动机噪声在前围中的传播,进而降低车内发动机噪声具有重要作用。
商业化的软件VA-One在声学包前期开发中已有广泛应用[1-5],虽然可用于评价隔声垫结构设计及总体性能评价,但搭建模型、参数输入及购买软件等成本较高,因此,如何在样件制作或原型车试制前进行前围隔声垫的快速辅助设计和系统匹配成为声学包开发的核心技术。
另外,随着新的乘用车燃料消耗量评价方法及指标(四阶段)—CAFC的实施,降油耗的压力也成为众多传统主机厂面临的难题[6],如何在既提升整车声学水平,又实现轻量化和低油耗,成为各大主机厂聚焦的热点[7-11]。
在此背景下,本文基于经典声学理论对汽车前围隔声的声学性能进行建模、仿真和试验验证,并针对不同隔声垫结构设计了隔声性能评估方法,在大大缩短研发周期及降低成本的同时获得了最优的声学效果。
2 基于经典声学理论的前围建模方法常见的前围声学包材料组合为PU发泡层加上乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA重层。
SEA理论对乘用车前围板声学包的分析与优化
SEA理论对乘用车前围板声学包的分析与优化黄鼎友; 翁永俊; 曾发林【期刊名称】《《机械设计与制造》》【年(卷),期】2019(000)008【总页数】4页(P94-97)【关键词】SEA模型; 隔声; 前围板; 声学包; VA-One【作者】黄鼎友; 翁永俊; 曾发林【作者单位】江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江 212013【正文语种】中文【中图分类】TH16; TB533+.21 引言如今,随着汽车产业的快速发展,消费者对汽车的关注不仅仅在外观和操纵性方面,还考虑到了舒适的层面。
汽车的舒适与否主要体现在对汽车的振动噪声控制方面上,即NVH的性能控制。
因此,整车NVH的控制成了许多汽车厂商关注的焦点。
其中,声学包在提高整车噪声水平上扮演了重要角色。
在整车中,前围板是重要的板结构,它上面除了附着一些线束和管件载体外,更重要的是具有隔声功能。
在前围板上粘附着内外饰件,它们构成了整车声学包的重要组成部件,它们吸隔声的能力将影响着整车噪声水平[1]。
在设计过程的起初阶段,利用SEA模型预测前围声学包的隔声能力,对内饰件进行优化设计,从而达到整车设计的噪声水平目标。
对与汽车的开发和成本的控制具有一定的现实意义。
2 SEA分析理论SEA方法是能够分析在高频率随机激励下复杂的结构系统响应特性的重要方法,其优势在于它能够把复杂结构系统划分为各不相同的模态群,并且能够将整个大系统分成许多个用于分析的独立的子系统,而不是一个个地准确反应每个模态的响应,所以在工程设计初期利用SEA方法首先就是要确定模态群组成的子系统,最后,通过以上方式建立起来的模型便能够清晰地反应出振动能量的传输特性。
其中,分析模型中的子系统必须是可用来储存能量的子系统。
然而在所有子系统当中,只有一些组成一群相似共振模态运动的子系统才能够储存能量,因此一个相似的模态群就可被认为是一个子系统[2]。
一个相似模态群在高频带宽(如Δω)内的模态的个数就相当于子系统的模态密度。
利用VAOne软件预报与控制三体船舱室噪声-声学论文-物理论文
利用VAOne软件预报与控制三体船舱室噪声-声学论文-物理论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——船舶舱室噪声是影响人们工作与生活的一项重要指标,在船舶设计阶段需要考虑舱室的声学问题,预报舱室噪声级,提出相应的控制措施。
船舶在运行时处于一个非常复杂的动态系统中,很难通过建立微分方程来解决振动与噪声问题。
在工程应用中,人们会采取很多假设,利用近似的方法来解决这一问题,常用的方法有经验预测法、有限元法、统计能量法等,近年来也有学者采用灰色预测法和神经网络法来预报舱室噪声的。
理论上讲只要具备大容量的计算机,就可用有限元求解任何结构的振动噪声问题,随着结构模型复杂程度及分析频率的提高,有限元单元数量会急剧增加导致难以求解。
有限元法主要应用于有限区域内的结构与声场耦合问题。
统计能量法弥补了这一缺陷,它采用统计能量的思想,将整个声振系统离散成若干子系统,根据各子系统之间的能量传递关系建立系统的统计能量方程,求解得到各子系统的统计能量平均值。
统计能量法不能得到子系统某个局部的精确响应,只能预测子系统的平均声学性能,适用于求解大型复杂结构的中高频声振问题,以高模态密度为基础,要求单位频带内模态数大于5,且模态重叠数大于1。
1、SEA 模型的建立以三体船CAD图纸为蓝本,对船体进行适当简化,上层建筑采用VA One软件直接建模,下层曲面较多,采用ANSYS软件建立有限元模型,通过有限元生成SEA模型,最终在VA One合并成整体模型。
图1为全船建完声腔子系统之后简示图。
查看全船建模结构,所产生的子系统和连接数目列于表1中。
2、舱室噪声预报VA One 软件提供了多种载荷施加方法:有定义点激励输入力法、定义声功率法、定义声场法、定义约束法等。
其中点激励输入法与声压法输入与子系统的大小有关。
为消除子系统大小导致计算结果的差异,因此选择定义声功率级约束法来输入系统激励。
选择休息室为噪声预报与控制对象。
基于VAOne汽车声学包的分析资料
一 背景
汽车声学包:主要指的是汽车内饰件,且具有隔声、吸声特 性。用来阻隔由噪声源(动力总成、进排气、轮胎及路面、 高速空气噪声等)向车内的噪声传递。
Tongji Automotive Design Research Institute
二 子系统隔声量分析
子系统TL分析:分析各个因素的影响
• 声学包覆盖率; • 穿孔及泄露; • 声学包的厚度分布; • ……
Tongji Automotive Design Research Institute
二 子系统隔声量分析
子系统TL分析:声学包方案比较
• 传统方案:软层+硬层(例:PU 泡沫+EVA等); • 超轻方案:软层+软层(例:PU 泡沫+棉毡,棉毡+棉毡等); • ……
一 背景
ESI-TONGJI 虚拟设计研究所: 2012年8月14日,ESI-TONGJI虚拟设计研究所在上海国际
汽车城同济大学嘉定校区内揭牌。 ESI—TONGJI Virtual Design Institute的成立,是同济汽车
设计研究院有限公司在汽车虚拟开发技术上的重要里程碑,双 方将以此为平台,在汽车产品开发,虚拟设计技术应用与人才 培养等方面,推动中国汽车设计开发技术不断进步。
二 子系统隔声量分析
结果比较:
覆盖率95%
Tongji Automotive Design Research Institute
三 整车分析
子系统TL分析:
• 由于VTL模型中,子系统的表面积相对于声腔的表面积来说,非常 小,所以声学包贡献给声腔的吸声很小,即利用VTL分析子系统的 TL时,只考虑了声学包的隔声性能,没有考虑吸声的影响;
声学包标定义及其他
成分组成解析
厚度分布解析 重量分布解析
声学包目标定义2
标杆车声学包解析
性能解析
吸声系数测试
插入损失测试
流 阻 测 试
初步内饰件目标值定义
声学包目标定义3
吸隔声材料组分等定义
参考标杆车结构 经验
样件声学性能测试分析
已有数据库 基于FOAM-X,NOVA 平板样件实际测试
声学包目标定义4
开发车型数模检查
气密性检查
钣金搭接 焊缝涂胶 工艺孔处理 其他影响密封处理的结构
内饰件安装设计检查
过孔处理 搭接贴合 覆盖率 其他附件安装支架等
声学包目标定义5
SEA数模搭建
部件级(关键钣金件)
防火墙 地板 车门
钣金件隔声量
钣金件隔声量测试 SEA仿真预测 覆盖率影响分析
定义关键内饰件隔声性能上下目标限
声学包目标定义5
SEA数模搭建
整车级
标杆车SEA模型或开发样车SEA模型 内饰材料声学性能(标杆车、目标、
实测) 声载荷(标杆车与开发车) 调整内饰定义
修正、调整、确定内饰件目标定义
目录CONTENTS
1
VAONE在声学包开发中的运用
2
声学包开发方法与流程
VAONE技术在整 车声学包目标定义
中的运用
中国汽车技术研究中心 邓江华 博士
目录CONTENTS
1
VAONE在声学包开发中的运用
2
声学包开发方法与流程
3
声学包目标定义
4
声学包开发中的相关试验
整车开发中的声学包开发
2
声学包开发目的
声学包定义
汽车声学包简介
汽车声学包简介汽车声学包简介随着汽车市场竞争的日益激烈和消费者对汽车产品要求的提高,未来汽车将朝着安全、环保、低成本、信息化、舒适性的方向不断前进。
消费者对汽车舒适性的满意程度主要体现在对汽车整体NVH性能的满意程度上,即消费者需要低噪声、低振动、驾驶平顺的体验。
据不完全统计,对顾客不满意问题调查中,约有1/3是与NVH性能有关;大约1/5的售后服务与NVH性性能有关。
因此,对于汽车厂厂商来说,提高整车的NV H H性能变的尤为迫切。
文章介介绍的汽车声学包便是提高整整车的NVH性能的一种手段段。
1 汽车声学包定义义要定义汽车声学包,首首先需要了解汽车的NVH性性能。
NVH是Noise、、Vibration、H a a rshness的简称。
汽汽车的NVH 性能是衡量一个个汽车品质的重要指标。
车内噪音的来源非常复杂:发发动机的振动和噪音、排气系系统的噪音、风扇噪音、传动动系统噪音、内饰系统噪音、、路胎振动、胎噪、制动噪音音以及风噪等都是车内噪音的的根源。
通常,人们习惯于按按传播路径将车内噪音区分为为两大类,即:由结构传递的的中、低频噪音,它们通常由由动力系统的振动、车身悬置置系统的振动以及路胎振动而而引起,并通过车身结构振动动传播到车内;由空气传递的的中、高频噪音,涉及:动力力系统噪音、路胎摩擦噪音以以及风噪等。
这些错综复杂的的车内噪音来源表明,改善汽汽车的NVH性能是一项复杂杂的系统工程。
提高汽车车的NVH性能除了主动降噪噪,如优化发动机及车身机构构、提高车身动静刚度、改进进底盘系统等方法来控制噪声声源及传播路径;还需要必要要的辅助手段。
汽车声学包作作为一种辅助降噪的手段便应应运而生了。
汽车声学包包就是指跟汽车NVH性能相相关的各类吸音、隔音、减震震、密封的部件的总称,如前前围板隔热垫、地毯、顶棚、、孔塞、空腔隔断等等。
汽车声学包的分类汽车车声学包按装配在汽车的部位位可分为前机舱部件、驾驶舱舱部件、行李箱部件三部分;;汽车声学包按所起的作用可可分为隔音部件、吸音部件、、减震部件、密封部件。
VAONE应用和展望-张菁
汽车行业
Copyright © ESI Group, 2010. All rights reserved.
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车门密系统隔声量预测
Copyright © ESI Group, 2010. All rights reserved.
车门密封系统隔声量预测
Conclusion : • channel cross-section not so important • 3D effects may be important • important to account for channels • important to model deformed seal geometry
VA One应用/项目/展望
张菁 1/25/2011
Copyright © ESI Group, 2010. All rights reserved.
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Outline
VA One概述 工业应用 咨询项目 竞争及工作展望
Copyright © ESI Group, 2010. All rights reserved.
Copyright © ESI Group, 2010. All rights reserved.
BEM边界元/快速多级边界元
应用范围 - 低频声辐射/衍射分析 - 封闭/半无限场/无限场低频声学分析 - 中低频结构/声学耦合分析 典型应用 - 消声器插入损失分析 - 隔栅/过孔的辐射效率计算 - 声品质测试模拟 - 通信/电子设备声辐射
VA One 版本
VA One 2007.5
January 2008
VA One 2008.0
August 2008
VA One 2008.5
March 2009
商用车驾驶室声学包材料的分析与优化
10.16638/ki.1671-7988.2021.09.038商用车驾驶室声学包材料的分析与优化韩雪,高晓阳,张雷(陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院,陕西西安710200)摘要:随着社会经济的快速发展,人们对商用车驾驶舱的噪声品质和舒适性方面的要求越来越高。
吸音材料是提升内饰隔音降噪效果的常用手段。
论文针对商用车驾驶室内衬,研究内衬背面分别粘附双组份吸音棉和PET棉的吸音效果,得出在不同频率下,双组份吸音棉和PET棉的优势区不尽相同。
为后续内饰声学包的设计提供了思路和理论依据。
关键词:吸音材料;双组份吸音棉;PET棉中图分类号:U463.8 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2021)09-130-02Analysis and Optimization of Acoustic Envelop Material for Commercial Vehicle CabHan Xue, Gao Xiaoyang, Zhang Lei(Automotive Engineering Research Institute, Shaanxi Heavy-duty Automobile Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710200)Abstract: With the rapid development of social economy, people demand more and more on the noise quality and comfort of commercial vehicle cockpit. Sound absorbing material is a common means to improve the sound insulation and noise reduction effect of interior decoration. For the lining of commercial vehicle cab, the sound-absorbing effect of adhesion of two-component sound-absorbing cotton and PET cotton on the back of liner was studied. It is concluded that the dominant areas of two-component sound-absorbing cotton and PET cotton are different at different frequencies, which provides the thought and theoretical basis for the subsequent design of interior acoustic package.Keywords: Acoustic material; Two-component sound-absorbing cotton; PET cottonCLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)09-130-02引言随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高,汽车已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
基于VA One的汽车车内全频段噪声问题的研究综述
在汽车产品开发过程 中,对车 内全频段噪声 的预测是一项 非 常复 杂的工程 。随 着数值计算方法和计 算机技术 的不断进步 ,各 种数值计算方法和商业软件大量涌现,对分析车 内全频 段噪 声起 到 了关键 作用。其 中,在现有的商业软件 中,VA One可以对汽车 车 内全频 段噪声进行预测分 析。 1.1车 内低 频噪声预测
振 问题的有效方法 。它从统计的角度分析统计密度集模态平均的
振动能量传递水平 ,利用所研究对象各子系统之 间具有统计意义 的能量参量变化来研究其动力学特性 的方法。早期主要应用于航
空领 域。到 了90年代 ,SEA的应 用开始扩展 到汽车领域。
SEA可以单独分析 汽车SEA子系统 的声学特性 。Q.Zhang 等建立 了车 门子 系统的SEA模 型 ,该模型包 括外壳 、车 门声 腔 、
整车SEA模型 ,预测 车 内噪声传递 路径 ,采用插入 损失 测量方法
对SEA预测的噪 声传递路径进 行修正。同时,SEA可以用于汽车
声学包的设计开发 ,利用整车SEA模型计算汽车声学包的声传递
损失和吸声系数 ,并对其进行优化设计,使声学包的性能 、重量和 成 本 满 足 最 优 的 开 发 要 求 。
通过分 析车 内低频噪 声问题的VA One模型 ,分 别建立车 身 结构和车 内声腔 的有 限元模型 ,通过这两个模型可以分析车身结 构 模态 ,车内声腔 的声学模态 ,接 下来可以通过VA One中建立
二者的声 固耦 合面连接 ,然后建 立车 内低频噪声分析模 型,分析
结 构与声腔 的耦 合响应 ,来研 究车内某一点的噪 声声压 级。还 可
汽车车 内低频噪 声主要是 由车身板件结构的振动 引起的车内 声压分布 的变化而 产生 的噪声 ,其频率 范 围一般 为20~200 Hz。 现阶 段对车 内低频 噪声的预测 主要应用FEM来研 究。FEM在声 学 领 域 的 应 用 ,最 早 由 G.M .L. Gladwellf1]G. Zimmermann 于1966年提 出。A.Cragges等将FEM应用于不 规则封 闭空间声 场 和声学模 态分析 ,FEM开始正式应用于解决车 内声场与振动的 耦 合问题 。随 后 ,国内外一些 专家学者进行 了大 量研究工作 。
整车NVH声学包装件解析
3.声学材料示意
9 背门及后备厢内饰件
注释: 背门该内饰件以及后备厢内类似内饰件虽然有一定的吸声作用,但主要起装饰作 用,后备厢内饰同背门,此处略;
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1.侧围四周空腔及处理建议 ——噪声传递路线分析:
胎噪
排气噪声 线 路 一
轮鼓包内侧
侧围及地板侧边梁 搭接且有漏水孔
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1.声学材料概述
声学材料主要作用:隔声、吸声; 隔声材料:EPDM、EVA等; 吸声材料:玻璃棉、玻璃纤维、PET棉毡、PU泡沫等; 声学材料选择: 1.发动机NVH性能不同,需选择不同声学材料,如NVH性能好的发 动机在防火墙车内侧仅采用吸声材料即可,而对于NVH性能较差 者,需选用隔声材料+吸声材料组合,当然成本也较高; 2.影响声学材料性能主要有两方面,一个是材料组分,另一个是 材料的密度,需根据自己车的定位选择合适的材料及参数; 3.声学材料需很好的成形以保证与车身表面很好的贴合,因为吸 声材料和隔声材料混合使用时就像弹簧质子系统,不仅可以阻 隔吸收噪音,而且可以很好的衰减所贴合表面振动从而更好的 抑制噪音;
声学材料需很好的成形以保证与车身表面很好的贴合因为吸声材料和隔声材料混合使用时就像弹簧质子系统不仅可以阻隔吸收噪音而且可以很好的衰减所贴合表面振动从而更好的抑制噪音
整车NVH声学包装件解析
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声学包装定义
声学包装是在从噪声源(动力总成、进排气、轮胎 噪声等)到乘客厢的传播途径中合理使用一定手段,使 得噪声在传播过程中得到有效阻隔的一种方法。它包括 隔声、吸声。 隔声:1.结构上隔; 2.隔声材料:如车内前壁板上铺设的EPDM等大密 度材质; 吸声: 要依靠吸声材料;如车内前壁板、地板等位置铺 设的棉毡、B柱下空腔内的海绵等;
汽车前围声学包中频插入损失仿真计算
汽车前围声学包中频插入损失仿真计算姜东明;丁渭平;苏瑞强;杨明亮;马逸飞;朱鹏【摘要】基于混合FE-SEA法,对汽车前围声学包成型件中频插入损失进行仿真计算.根据厚度分布云图将声学包成型件按三种不同的方式(粗划分、中划分、细划分)进行区域划分;结合试验与仿真方法获取与声学包声学性能相关的材料物理参数(孔隙率、流阻、弯曲度、黏性特征长度、热力特征长度等);根据声学包成型件的三种区域划分方式建立三种前围声学包的混合FE-SEA模型,并通过对仿真结果与试验结果进行对比确定最优划分方式以及此方式的混合模型在中频的有效频率区间.结果表明,此混合模型的仿真结果与试验结果在200 Hz~630 Hz频段内具有较好的一致性.【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2018(038)004【总页数】6页(P106-110,202)【关键词】振动与波;混合FE-SEA法;汽车前围;声学包;物理参数;插入损失【作者】姜东明;丁渭平;苏瑞强;杨明亮;马逸飞;朱鹏【作者单位】西南交通大学机械工程学院,成都 610031;西南交通大学机械工程学院,成都 610031;东风汽车公司技术中心,武汉 430056;西南交通大学机械工程学院,成都 610031;西南交通大学机械工程学院,成都 610031;西南交通大学机械工程学院,成都 610031【正文语种】中文【中图分类】TB533+.2汽车前围将发动机舱和驾驶室分隔开,在处于驾驶室这一侧的前围钣金上附加声学包可以大幅提升前围总成的隔声能力,能有效降低由发动机舱传递到车内的噪声。
传统的声学包开发需要经过反复设计、制造、试验等过程,面临着低效率、高成本等问题。
因此,通过仿真技术对声学包进行隔声性能分析已成为开发声学包的重要手段之一。
一些国内外学者对汽车前围声学包进行了相关研究。
葛峰、Bertolini、Zhang基于SEA法对前围声学包的隔声性能进行了研究,以轻量化为目的对前围声学包进行了优化,但他们并未对多种声学包成型件区域划分方法进行分析[1–3]。
VA One
振动声学解决方案1.概述ESI集团旗下的振动噪声系列解决方案是全球技术最领先、最完善的解决方案,包括全频段振动噪声模拟软件VA One,高频冲击响应分析软件SEA Shock,声学材料解决方案Foam-X/Nova。
2.全频段振动噪声模拟软件VA OneVA One是法国ESI集团于2005年推出的全频段振动噪声分析的模拟环境,代表着ESI集团在振动噪声模拟、分析和设计方面的最新技术,被业界专家评为振动噪声工程近二十年来最重大的突破。
VA One把有限元分析(FEA),边界元分析(BEM),统计能量分析(SEA)及其混合分析集中于一个易于进行模拟的环境。
同时,VA One提供有限元、边界元和统计能量分析一种严格的耦合形式,能够统一而可靠地进行全频谱范围的求解。
从2004年以来,汽车,航空和铁路领域的一些世界性企业参与了ESI集团的结构噪声共同体(SBNC- Structure-borne Noise Consortium)项目,对发展和验证VA One方案做出了重要的贡献。
联盟成员包括:空中客车德国部(Airbus Deutschland GmbH),波音商业飞机(Boeing Commercial Airplanes),庞巴迪运输(Bombardier Transportation),欧洲航空防务及航天公司研发中心(EADS CRC Research Centre GmbH),本田汽车(Honda Motor Co),三菱电机(Mitsubishi Motor Co),英国QinetiQ Ltd,立达汽车系统(Rieter Automotive Systems),大众汽车(Volkswagen AG)等。
VA One包含有一系列的内部求解器,从而可以满足对振动噪声分析的需要。
另外,这一工具软件还包括有与外部求解器的接口,以确保与目前振动噪声分析和设计过程的兼容性。
VA One具有很大的灵活性,可以让用户选择基于成本、时间和计算资源的最佳模拟方案。
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整车分析:
• 声学包的吸声性能可以在整车分析中体现。
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三 整车分析
整车SEA模型的建立:板、车内声腔、车外声腔、连接等
整车SEA模型
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一 背景
舒适性能:汽车的噪声、振动与舒适性统称为汽车NVH( Noise, Vibration and Harshness)特性。 汽车轻量化:声学包的轻量化设计,如采用超轻材料代替 传统的PU泡沫+EVA,并保证整车NVH性能。 市场需求:市场的激烈竞争,来自竞争车型和客户要求的 不断提高。
二 子系统隔声量分析
结果比较:
覆盖率95%
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三 整车分析
子系统TL分析:
• 由于VTL模型中,子系统的表面积相对于声腔的表面积来说,非常 小,所以声学包贡献给声腔的吸声很小,即利用VTL分析子系统的 TL时,只考虑了声学包的隔声性能,没有考虑吸声的影响;
二 子系统隔声量分析
VAOne子系统模型的建立:
• • • • 钣金件模型; 利用VAOne中VTL模块建立分析模型(板、声腔、激励、连接); 声学包厚度分布(NCT/MNCT); ……
子系统TL分析模型(利用VAOne VTL模块) 地板SEA模型
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一 背景
同济汽车设计研究院有限公司成立于2009年11月,注册资 本5000万元。 研究院依托同济大学汽车研发资源,以同济汽车学院、新能 源汽车工程中心、上海地面交通工具风洞中心、上海燃料电 池汽车动力系统有限公司为合作团队,秉承同济大学同舟共 济,自强不息的精神,依靠优秀的专家、学者,先进的研发 设备和积累的国际合作与重大科技研究经验,为国内外汽车 行业的整车及零部件企业提供专业化的产品设计、产品开发、 性能开发、试验技术与设备等领域的系统解决方案。
基于VAOne汽车声学包的分析
丁巨岳
邵建旺
ESI 中国年会 天津 2014-09-26
同济汽车设计研究院
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目录
一.背景
二.子系统隔声量分析
三.整车分析
整车隔声量分析 整车外声场分析
四.结论
Tongji Automotive Design Research Institute
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一 背景
实验室资源:
同济大学半消声室
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一 背景
实验室资源:
同济大学上海地面交通风洞中心
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二 子系统隔声量分析
子系统TL分析:分析各个因素的影响
• • • • 声学包覆盖率; 穿孔及泄露; 声学包的厚度分布; ……
Tongji Automotive Design Research Institu学包方案比较
• 传统方案:软层+硬层(例:PU 泡沫+EVA等); • 超轻方案:软层+软层(例:PU 泡沫+棉毡,棉毡+棉毡等); • ……
三 整车分析
整车隔声量分析:
隔声量(两个声腔SPL的差):车内声腔作为声源腔,车外 声腔作为接收腔。
声源腔
接收腔
驾驶员耳旁声腔——地板下面声腔
传统方案
超轻方案
重量:重 隔声:好 吸声:差
重量:轻 隔声:差 吸声:好
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二 子系统隔声量分析
VAOne中,分析声学包覆盖率的影响:
TL分析:覆盖率的影响
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一 背景
汽车声学包:主要指的是汽车内饰件,且具有隔声、吸声特 性。用来阻隔由噪声源(动力总成、进排气、轮胎及路面、 高速空气噪声等)向车内的噪声传递。
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二 子系统隔声量分析
组合墙的平均隔声量理论:
传递损失:
组合墙的平均透声系数:
组合墙的平均隔声量: 木桶原理
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二 子系统隔声量分析
结果比较:
覆盖率99%
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一 背景
CAE仿 真技术
试验技 术
汽车NVH问题的 分析起到了关键 作用,可以对汽 车零部件、系统 以及整车进行 NVH分析。
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一 背景
ESI-TONGJI 虚拟设计研究所: 2012年8月14日,ESI-TONGJI虚拟设计研究所在上海国际 汽车城同济大学嘉定校区内揭牌。
ESI—TONGJI Virtual Design Institute的成立,是同济汽车 设计研究院有限公司在汽车虚拟开发技术上的重要里程碑,双 方将以此为平台,在汽车产品开发,虚拟设计技术应用与人才 培养等方面,推动中国汽车设计开发技术不断进步。
一 背景
CAE技术:有限元分析方法(FEM)、统计能量分析方法( SEA)、混合分析方法(Hybird=FEM+SEA)等;
试验方法:驻波管法进行材料的声学测量分析、整车隔声量 分析、整车外声场分析、风洞试验等。
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