汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)NVH性能仿真


摘要

本篇文章介紹的是用仿真的方法設(shè)計(jì)汽車內(nèi)飾的NVH性能。一個(gè)具有所有參數(shù)的能量統(tǒng)計(jì)分析模型的建立是基于一輛國內(nèi)的汽車之上。內(nèi)部的各種噪音的輸入數(shù)據(jù)是由各種路面測試和其他的仿真手段得到的。還要測試一些行使路況下引擎室和駕駛員耳朵所接受的聲壓級。仿真模擬在高速行駛中空氣動力學(xué)壓力和懸掛系統(tǒng)對面板的輸入。模型的精準(zhǔn)性通過軟件的分析結(jié)果來確認(rèn)。此后，仿真模擬表明通過加入隔音材料和內(nèi)飾的設(shè)計(jì)的吸收，汽車內(nèi)部的高噪音可以得到減少。本文研究的影響包含了空氣動力學(xué)，引擎輸入，懸架系統(tǒng)的輸入。通過SEA仿真模擬設(shè)計(jì)汽車內(nèi)飾對改進(jìn)汽車的NVH性能非常重要。本文的研究可以被用于指導(dǎo)汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)中的材料的應(yīng)用。

關(guān)鍵字：NVH性能，仿真模型，有限元法，邊界元法。

1、 介紹
NVH性能是評估汽車性能的最高準(zhǔn)則之一。減少汽車內(nèi)部噪音的水平和改進(jìn)內(nèi)部聲環(huán)境也是所有汽車公司的焦點(diǎn)。
有限元法和邊界元法不適合用于分析車輛在高頻運(yùn)動中的高模態(tài)密度和高模態(tài)反復(fù)的情況。但是這些情況卻很適合用SEA法分析。SEA法在這個(gè)領(lǐng)域有很顯然的適用性，有限元法和邊界元法可以一起用于一些專門的研究。SEA法可以預(yù)測在內(nèi)部聲壓中總的易感應(yīng)的頻譜趨勢。通過展開SEA法來做基于NVH性能仿真的內(nèi)飾設(shè)計(jì)是非常適用的。

2、 仿真模型建立
首先，基于一個(gè)3D的車身模型和模態(tài)近似的原則，建立所有的結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)。例如，嵌板，擋風(fēng)玻璃、車窗被建立為平面或者曲面;側(cè)圍、A柱、B柱被建立為梁。一個(gè)整車身結(jié)構(gòu)被分成58個(gè)平面或者曲面子系統(tǒng)和22個(gè)梁的子系統(tǒng)。圖形1表示的是汽車車身結(jié)構(gòu)的SEA模型。然后，為了得到在不同位置的準(zhǔn)確的響應(yīng)，駕駛室被分為了更具體的型腔子系統(tǒng)，因?yàn)榭偟穆曧憫?yīng)只能通過SEA法得到。所以在SEA模型中包括行李腔在內(nèi)總共有6個(gè)腔。圖片2展示的是所有的聲腔。（圖片一、二）












圖一、SEA模型;
圖二、聲腔子系統(tǒng)
在建立結(jié)構(gòu)和聲腔子系統(tǒng)之后，所有的子系統(tǒng)通過接合點(diǎn)、接合線、接合面連接起來。因此能量能在特殊的子系統(tǒng)之間傳遞。一旦這些子系統(tǒng)依據(jù)物理特性定義后，仿真可以開始。面板和梁的材料是鐵；前擋風(fēng)玻璃是夾層的安全玻璃；后擋風(fēng)玻璃和門窗是強(qiáng)化玻璃。子系統(tǒng)必須被賦予結(jié)構(gòu)參數(shù)，例如面板和玻璃的厚度，梁斷面面積和主慣性矩等等。
梁、金屬板、殼體、聲腔等的模態(tài)密度方程都可以從SEA的理論獲得。
阻尼衰減因子可以通過理論、經(jīng)驗(yàn)公式的運(yùn)用或者處理測試數(shù)據(jù)得到。有時(shí)候由于覆蓋層結(jié)構(gòu)的影響，阻尼衰減因子需要修改。子系統(tǒng)的阻尼衰減因子受到面板阻尼材料的影響，所以在進(jìn)行理論計(jì)算時(shí)需要修改。模型建立必須在真實(shí)的環(huán)境狀況下，而且有隔音材料和吸音材料。
聲腔阻尼衰減因子可以通過含混響時(shí)