长安汽车基于SEA的噪声传递路径分析报告

长安汽车基于SEA的噪声传递路径及声学包优化设计报告编写：ArnaudCHARPENTIER，张菁审核：王罡日期：2010/05/10

目录ContentTOC\o"1-4"\h\z\u1概述Introduction 31.1项目背景Background 31.2项目目标ProjectGoalandObjectives 31.3项目内容ProjectOverview 42项目内容与实施 52.1传递路径分析与优化设计步骤 52.2传递路径分析过程 52.2.1确定有代表性的载荷工况 52.2.2检查驾驶员头部空间声压值及峰值频段 52.2.3分析峰值频段主要传递路径 62.3优化设计方案 10

1概述Introduction1.1项目背景Background长安汽车集团下属工程研究院致力于开发更安静和舒适的汽车产品，同时降低研发阶段整体的成本，因此在汽车设计过程的初期，希望利用仿真软件来预测车内噪声。特别是长安汽车正在寻求一种仿真工具在宽频范围内预测整车的空气传递噪声。同时长安汽车希望获得关于创建、验证和使用预测模型的经验技术ESI是VA-One（汽车领域世界领先的全频段声学设计软件）的开发者，VA-One现正被全球范围内几乎每个主机厂商应用，包括GeneralMotors,Ford,Toyota,Honda,Nissan,MitsubishiMotors,Mazda,和欧洲以及韩国的绝大多数汽车厂商。ESI的核心业务也包括工程服务，ESI已经为美国、日本和韩国的大量OEM厂商和内饰供应商完成了整车内部噪声以及部件级传递损失仿真验证项目。ESI提出了一个“AcceleratedTechnologyImplementationProgram”。将VA-One软件应用于汽车声学设计。这个项目针对宽频振动噪声控制，建立一个可靠的SEA仿真技术，将给客户节省大量的开发时间和资源。通过将VA-One软件集成到长安汽车的NVH建模和设计过程中，这个项目将建立声学开发的基础流程。1.2项目目标ProjectGoalandObjectives此项目目标是在一个宽频范围内建立一个整车的SEA模型，获得相关技术来精确预测车内空气传递噪声。为了达到这个目标，确定下述研究内容：•创建一个长安汽车公司某车型的空气传递噪声SEA模型•进行验证试验，改进和验证这个SEA模型•在给定负载和工作负载下验证SEA模型•建立和验证汽车子系统的TL模型•从模型中分析结果，进行样件设计更改，研究内部噪声降噪效果•总结项目内容和结果，培训长安汽车的工程师，形成技术转让本报告是关于车内噪声传递路径分析及在此基础上优化声学包设计的总结报告1.3项目内容ProjectOverview这项任务的目标是完成整车SEA模型的贡献量分析，形成并演示项目结果，子任务包括：•完成传递路径分析：ESI将在验证过的SEA模型上完成噪声传递路径分析，在一个典型的工作负载下，确定对车内噪声产生主要影响的噪声传递路径和噪声源。•完成样件设计更改(声学包中两种变化)：ESI将利用噪声传递路径分析的结果，确定候选方案，降低车内噪声。共评估两种声学包设计变化，包括模型修正，SPL重新计算和新的传递路径分析。•准备最终报告：ESI将总结工作和任务结果，向长安的工程师进行技术转让。•准备最终演示：ESI将在现场总结工作和任务结果，为最终演示做准备。

2项目内容与实施2.1传递路径分析与优化设计步骤整车车内噪声的传递路径分析步骤如下：选取有代表性的载荷工况检查驾驶员头部空间的声压谱确定响应峰值的频段确定这些频段的主要传递路径声学包优化设计步骤如下：基于上述分析结果，确定备选的内饰优化设计方案利用数值手段评估上述优化方案的效果2.2传递路径分析过程2.2.1确定有代表性的载荷工况根据本项目的SEA模型验证分析结果，确定下面三个载荷工况进行传递路径分析理想载荷工况：4个轮舱位置白噪声激励（如IL1+2+3+4）工作载荷工况：发动机噪声，如OL2，空档，3000RPM工作载荷工况：混合激励，如OL3，5档，100kph，3000RPM，前轮置于转鼓2.2.2检查驾驶员头部空间声压值及峰值频段下图是不同工况下，驾驶员头部空间的声压值云图和声压曲线（dBA），有两个频段出现较大的声压响应，分别是RegionA:630-1250HzRegionB*:2500-4000Hz*：仅针对理想载荷工况，白噪声激励-SelectedLoadCases-SelectedLoadCasesABSPLContourplot–OverallLevelOL2:engineIL1+2+3+4:WHOL3:drivinggear2.2.3分析峰值频段主要传递路径下图是轮舱白噪声激励工况下，出现响应峰值的不同频段内，能量输入分布图A频段的主要能量输入来源车顶(masslaw)车门玻璃(masslaw)铰链支柱：A柱下方车体结构(masslaw)左前车门扬声器左前地板/轮舱(masslaw)前围板(过孔)B频段的主要能量输入来源车门玻璃(相干频率附近的辐射)RegionB:RegionB:Doorglass(radiationnearcoincidencefrequency)ABRegionA:Roof(masslaw)Doorglass(masslaw)Hingepillar(masslaw)FrontdoorspeakerFloor/WH(masslaw)Dash(passthroughs)下图是3000RPM，空档发动机载荷激励下的能量输入分布图。主要输入源是前围板过孔。RegionA:RegionA:Dash(passthroughs)下图是3000RPM，5档，100kpm工况下的能量输入分布图。A频段的主要能量输入来源车门玻璃(masslaw)前围板(过孔)铰链支柱：A柱下方车体结构(masslaw)车顶(masslaw)RegionA:RegionA:Doorglass(masslaw)Dash(passthroughs)Hingepillar(masslaw)Roof(masslaw)从上面的分析结果中，我们可以总结如下结论轮舱白噪声激励下，最主要的是车门玻璃声辐射传递到驾驶员头部空间。解决方案：增加结构阻尼，如使用夹层玻璃针对所有载荷工况，前围板上的过孔传递能量比重很高解决方案：增加前围板车内侧隔音垫的吸音性能，另外有可能的话删除或者消减质量层的厚度，使得饰板的隔声量（TL）超过过孔的值针对发动机和胎噪，前门玻璃，车顶，H柱的质量法则传递非常重要解决方案：增加玻璃厚度（如夹层玻璃），增加顶蓬的重量，在H柱内加隔层。Forwhitenoiseinwheelhousesonly:radiationfromfrontdoorglassesForwhitenoiseinwheelhousesonly:radiationfromfrontdoorglasses =>Solution:increasestructuraldamping(laminatedglass)Forallloadcases:noisetransmissionthroughthedashpassthroughs =>Solution:increaseabsorptionperformanceofIPsidedashabsorber(andpossiblyremove/reducethicknessofmasslayerasthetrimmedpanelTLexceedsthatofthepassthroughs)Forengineandtirenoise:masslawtransmission(frontdoorwindow,roof,hingepillar) =>Solution:increaseglassthickness(laminatedglass),increasemassofheadliner,addbarriertohingepillarsystem-SelectedLoadCasesAB

2.3优化设计方案针对上述传递路径分析结果，我们给出下列优化方案。设计变更之一，前门玻璃，见下图：修改前门玻璃的属性，增加其质量和结构阻尼目前的属性是3.2mm的非夹层玻璃，质量为2.1kgX如修改为8.8mm的夹层玻璃（VAOne软件中缺省的），质量为X质量增加3kg整体噪声下降0.2-0.6dB（A记权）在3-5kHz频段，噪声下降1-3dBModificationofthefrontdoorglasspropertiestoincreasebothmassandstructuraldampingModificationofthefrontdoorglasspropertiestoincreasebothmassandstructuraldampingDefaultproperty:3.2mmnon-laminatedglass(2.1kg)Updatedproperty:8.8mmlaminatedglass(5kgImpactonthevehicleperformance:3kgincreaseinvehicleweight0.2to0.6dBreductioninoveralllevel(dBA)Upto1-3dBreductionin3-5kHzfrequencyrangeX

设计变更之二，前围板车内侧隔音垫，见下图：修改前围板车内储隔音垫的属性，增加声音在仪表台下空腔内的耗散，甚至可以降低成本，因为隔声量主要由过孔和HVAC系统占主导目前方案：5-20mmfelt+4kg/m^2EVA(6kg)更改方案：5-20mmfelt+10mmfelt(ID16)(3.3kg重量减轻2.7kg，不需要EVA层整体噪声下降0.2-0.4dB（A记权）大多数频段下噪声下降0.5-2dBModificationoftheIPsidedashabsorbertoincreaseacousticdissipationinIPcavity(evenatthecostofreductioninInsertionLossbecauseTLthroughpassthroughs/HVACdominates)ModificationoftheIPsidedashabsorbertoincreaseacousticdissipationinIPcavity(evenatthecostofreductioninInsertionLossbecauseTLthroughpassthroughs/HVACdominates)Baselinetrim:5-20mmfelt+4kg/m^2EVA(6kg)Updatedtrim:5-20mmfelt+10mmfelt(ID16)(3.3kg)Impactonthevehicleperformance:2.7kgreductionintrimweight,noEVAmaterial0.2-0.4dBreductioninoveralllevel(dBA)0.5-2dBreductionovermostofthefreq.range

设计变更之三，顶蓬，见下图：修改顶蓬属性，增加非共振传递损失目前方案：15mm衬背毛毡，部分覆盖，5.5kgX更改方案：30mmX内饰重量增加1.7kg整体噪声下降0.1-0.2dB（A记权）在某些频段噪声下降1dBModificationoftheheadlinertoincreasenon-resonanttransmissionlossModificationoftheheadlinertoincreasenon-resonant