形貌优化与面板贡献量在汽车噪声传递函数优化分析中的综合应用

形貌优化与面板贡献量在汽车噪声传递函数优化分析中的综合应用刘忠伟，付广，梁静强，吕俊成上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳1,1545007摘要随着中国汽车产业的逐渐成熟，消费者越来越关注车辆的振动噪声性能，汽车的NVH性能开发被推到了台前。对TRIMMEDBODY的噪声传递函数进行分析，通过面板贡献量找到对噪声影响较大的面板，然后利用形貌优化分析截取面板局部模型，得到改进的钣金形状结构，最终优化了车身噪声传递函数。关键词噪声传递函数面板贡献量；形貌优化COMPREHENSIVEAPPLICATIONOFTOPOGRAPHYOPTIMIZATIONANDPANELCONTRIBUTIONINVEHICLENOISETRANSFERFUNCTIONOPTIMIZATIONANALYSISLIUZHONGWEI，FUGUANG，LIANGJINGQIANG，LVJUNCHENGSAICGMWULINGAUTOMOBILECOLTD，LIUZHOUGUANGXI545007，CHINAABSTRACTWITHTHEMATURITYOFCHINASAUTOMOBILEINDUSTRY，CONSUMERSPAYMOREATTENTIONTOTHEVIBRATIONANDNOISEPERFORMANCEOFVEHICLETHENVHDEVELOPMENTOFTHECARHASBEENPUSHEDTOTHEFRONTOFTHESTAGEBASEDONTHEANALYSISOFNOISETRANSFERFUNCTIONANDPANELCONTRIBUTIONOFTRIMMEDBODYAPANELWHICHHADABIGGERIMPACTONTHENOISEWASFOUNDTHENTHEIMPROVEDSHAPEOFSHEETMETALWASGOTTENTHROUGHTHEANALYSISOFTOPOGRAPHYOPTIMIZATIONMODE1FINALLY，THEVEHICLENOISETRANSFERFUNCTIONWASOPTIMIZEDKEYWORDSNOISETRANSFERFUNCTION；PANELCONTRIBUTION；TOPOGRAPHYOPTIMIZATION0引言汽车车内噪声形成原因复杂，可分为车身板件振动结构噪声、进排气系统噪声、轮胎噪声以及风噪等。以某款车型为例，进行噪声传递函数NTF分析时，发现部分接附点峰值不满足目标值。首先对车身进行局部动刚度分析，排除接附点局部动刚度是造成峰值不满足要求的因素；其次通过面板贡献量IPFP分析判断出前围板对噪声峰值贡献量较大；再次截取前围板局部模型通过模态分析和形貌优化等方法对其进行优化分析最后验证优化后模型，得到前围板局部模态提高、NTF部分接附点峰值改善的结论。1面板声压贡献量和OPTISTRUCT优化理论11面板声压贡献量理论哚声传递函数NOISETRANSFERFUNCTION，NTF，指施加在某一结构上的单位力在结构内产生的声压，它表示其结构与内部空腔的声学相关特性。汽车结构是由各种不同薄板和边框构成的。对于低频结构振动和振型，汽车立柱、横柱和横梁等结构均有较大影响；对于车内噪声，汽车壁板振动的影响较大。假设振动结构的封闭边界由K个面板组成，则封闭声腔内任意一点R处的声压PR可以认为是由于这K个面板振动而在该处引起的声压相互叠加产生的，可表示为PRPR式中PKR为由第个面板振动而在封闭声腔内点R处引起的声压，K1，K。而对于封闭空腔声场，由第个面板振动在某场点处产生的声压可以认为是第个面板单独振动而其他面板的法向振速为零时的情况因此可得等效源强列向量QGG。GII0000ILN2式中为振动结构的第个面板的法向振速列向量。由式2，可以得到由第个面板振动作为辐射声源相对应的等效源强列向量QG0O3利用式3，可得到由第个面板振动在封闭声腔内点R处引起的声压为收稿日期20150514作者简介刘忠伟，男，本科，从事汽车NVH仿真分析研究工作。EMAILLIUZH0NGWEI2O09126CORN。20156AUTOMOBILEPARTSO31研究与开震混合动力车辆已经倾向于多模式多行星排复合传动。对于混合动力车辆，必须要求其安装的电机不能过大、过重。通过研究国内外混合动力车辆驱动系统现状可知对于轮式车辆，目前可以采用多个轮毂轮边电机的方法降低系统对电机的要求但对于履带车辆，由于它不具备多轮驱动的条件，故而整车动力性与电机性能间的矛盾尤为突出。混联式混合驱动功率分流机构有3种形式分速汇矩式、分速汇速式和分矩汇速式。“段”的概念来源于液压机械无级变速，不同的是变速元件由马达变为电机。“模式”即指电动机转速趋势的每一次变化。“段”即是“模式”，两段式双模式混合驱动可以是分速SEVERN分速汇速组合也可以是两种分速汇矩机构组合。丰田PRIUS为分速汇矩式分流机构，是单段式单模式混合驱动。美国通用公司用于公交车的一种两段式传动方案。制动器接合时是第一段。为分速汇矩式驱动模式，离合器接合时工作在第二段，为分速汇速式驱动模式。3混联式混合驱动方案设计方法1基于已有方案的设计方法基于已有方案的设计方法是国内外现有的成熟的传动方案设计方法，通过在现有的好的方案的基础上，增加行星排或接合元件，或通过串联、并联和拆联的方法来衍生。美国ALLISON公司的HD4070PR自动变速器就是在原先WT系列汽车变速器的基础上增加行星排来实现的】。2分析综合法分析综合法是2O世纪60年代到70年代主要研究发展的设计方法，主要分为线图综合法和构件综合法。线图综合法仅适用于二、三自由度传动方案设计与分析，且难找出所有可行的传动方案。构件分析法是在对各类结构类型方案的基本构件组成进行分析的基础上利用所提出的构件组合定理排出所有可能的构件组并依靠人工对每一个构件组理论上各工况的特性进行分析以及推导出所有有效工况的传动比与各行星排广义特性参数之间的数学模型。其工作量十分繁重。且容易出错，甚至难以完成，效率低。3计算机辅助方案设计随着计算机辅助设计技术的普及应用，计算机辅助设计技术正向开放、集成、智能和标准化的方向发展。计算机辅助设计的关键在于数学模型的建立及其算法的合理描述。针对行星传动的结构和运动学特点国内外很多学者分别提出了很多适于计算机分析的数学模型。4结束语兼具传统汽车和电动汽车综合优势的混合动力汽车被公认为是非常具有实用价值的新能源汽车。混合动力汽车既可以保证车辆行驶良好的动力性。又可以实现制动能量回收。混联式混合动力汽车结合了串、并联两种方法的优点，而混合驱动方案又是决定其性能的关键。单行星排单模式已经远远不能满足要求。多行星排多段式已成为发展的必然趋势。但行星排的数量、连接形式、离合器和制动器的不同连接形式、电机的不同连接形式，使得混合动力驱动系统的组合方案种类繁多，即使最有经验的工程师也不可能把所有最好的组合方案列出。容易遗漏最佳匹配方案。因此研究汽车混联式方案设计方法变得很有必要参考文献【1】段牧染，赵洁车辆混合动力传动技术发展现状与展望J内燃机与配件201182730【2】徐宏佳电动汽车混合动力系统的技术分析J机电T程技术，2001，3064548【3】黄贤广混合动力车辆动力耦合系统特性研究D北京北京理工大学，2006【4】崔星，项昌乐多模式机电混合驱动系统特性J吉林大学学报工学版，2011，412303308【5】李宏才，闫清东，王伟达，等双模式机电复合传动方案设计与特性对比J农业机械学报，2012，4323136【6】李艳琴ALLISONHD4070PR自动变速器结构原理及换挡过程控制策略J底盘与配件，201116466【7】刘太来用电子计算机选择任意排数各类行星变速箱的最佳方案J齿轮，1985，921519【8】万耀青寻找多自由度行星变速箱方案的计算机辅助设计J北京T业学院学报，19821025971上接第34页4结论综合运用噪声传递函数、面板贡献量、模态分析、形貌优化等方法完成了前围板结构的优化在减少工程更改的基础上，提高了前围板的局部模态，降低了车身结构和声腔的耦合程度，优化了车辆的噪声传递函数。在实际分析过程中，车身结构零件繁多，车身和声腔解耦复杂，只有综合应用多种方法，多种措施相互结合，才有可能转化为较理想的工程应用20156AUTOMOBI1EPARTS06S研究与开发参