汽车试验技术课件：NVH性能试验

NVH性能试验1车辆NVH基本概念和国内外现状NVH基本概念1车辆NVH基本概念和国内外现状NVH国内外现状国内自主研发的试验分析系统与国外大公司还存在以下差距：缺乏试验技术对汽车产品开发重要性的认识缺乏试验经验和数据的积累,缺乏试验高级工程技术人才缺乏完整的试验规范、标准。目前,中国汽车工业在试验标准、试验规范、试验设施以及试验数据库上均远远落后于国外缺乏试验设施,投入不够,试验设备落后2NVH试验的意义顾客诉求政府法规企业竞争对手推动ＮＶＨ性能非常重要——驾乘人员直观感受NVH对顾客非常重要——NVH的好坏是顾客购买汽车的一个非常重要的因素NVH影响顾客的满意度——在所有顾客不满意的问题中,约有1/3是与NVH有关

NVH影响到售后服务——约1/5的售后服务与NVH有关2NVH试验的意义在新车型开发过程中的应用调研并确定整车目标整车仿真分析并匹配子系统目标通过元件的结构设计实现子系统和整车的性能目标样车的试验与调整2NVH试验的意义在现有车型NVH性能改善过程中的应用（1）对于用户提出的车辆存在的不明的、异常的噪声振动进行测试,给出一定的主客观评价结果。这些工作要求对测量方法和测量仪器的掌握和正确运用。（2）根据步骤（1）的测试结果,对存在的噪声振动问题有了初步的了解后,进行噪声振动源识别、噪声振动源传递路径分析等试验方案的制定,进行试验分析,分析的试验结果可以与CAE仿真计算的结果进行对比,使得故障诊断和噪声振动源的识别更加准确。（3）根据测试分析的结果进行有效的工程治理,实施降噪减振,达到客户的要求。实现降噪减振的基本方法：A、消除振动噪声产生的根源。这涉及到修改产生振动噪声的零部件结构,例如改善其振动特性,避免共振B、切断振动噪声传递的路径。涉及到对结构振动传递特性的分析和改进,使之对振动噪声具有明显的衰减作用而不是放大。

振动是指机械或结构围绕其平衡位置作往复运动。从广义上讲，表征运动的物理量作时而增大时而减小的反复变化，就可以称这种运动为振动。如果变化的物理量是机械量或力学量，例如物体的位移、速度、加速度、应力及应变、噪声等，这种振动便称为机械振动。机械振动的概念3机械振动基础机械振动自由度数激励类型响应类型描述系统微分方程机械振动的分类3机械振动基础机械振动的分类自由度数单自由度系统振动多自由度系统振动弹性体（或连续体）振动3机械振动基础单自由度系统振动——用一个独立坐标就能确定系统的振动，如单摆模型的振动（见图4.4）。多自由度系统振动——用多个独立坐标才能确定系统的振动。例如，刚杆限于在一个铅垂平面内运动，且其重心限于沿铅垂线运动（见图4.5）。图4.4单自由度振动模型图4.5两自由度振动模型弹性体（或连续体）振动——须用无限多个独立坐标才能确定的系统振动，也称为无限自由度系统振动，以区别以上的单自由度和多自由度系统振动（有限自由度系统振动），如梁的振动。3机械振动基础机械振动的分类激励类型自由振动强迫振动自激振动3机械振动基础自由振动——系统受初始干扰或原有的外激励取消后产生的振动，如锤击产生的振动。见图4.6。强迫振动——系统在外激励力作用下产生的振动。强迫振动最明显的特征是振动系统的响应频率等于外界的激励频率。见图4.7。自激振动——系统在输入和输出之间具有反馈特性并有能源补充而产生的振动，如颤振。图4.6自由振动模型图4.7强迫振动模型3机械振动基础机械振动的分类响应类型简谐振动周期振动瞬态振动随机振动3机械振动基础简谐振动——能用一项时间的正弦或余弦函数表示系统响应的振动。周期振动——能用时间的周期函数表示系统响应的振动。瞬态振动——只能用时间的非周期衰减函数表示系统响应的振动。随机振动——不能用简单函数或函数的组合表达运动规律，而只能用统计方法表示系统响应的振动。3机械振动基础机械振动的分类描述系统的微分方程线性振动非线性振动3机械振动基础

物体振动时激励着它周围的空气质点振动，由于空气具有可压缩性，在质点的相互作用下，振动物体四周的空气就交替地产生压缩与膨胀，并且逐渐向外传播，从而形成声波。声波的概念4声学基础声波的基本物理量声压质点振动位移质点振动速度声阻抗声强声功率声波的基本物理量4声学基础

声波作用于物体上的效果产生声压P，单位是Pa（帕）。声波引起的压强变化是叠加在大气压之上，因此，测量的声压是变化的声压与静压强之差，声压变化的平均值为零，所以，平均声压不是一个有用的参量。而人耳对瞬时声压波动也没有响应，但对动态声压的均方根值（RMS）有响应，且平均响应时间间隔约为35ms。因此，声压测量的是有效声压。以正常人耳的听觉为例，在1000Hz的频率下，可听到的最弱的声压为2乘10的-5次方Pa，称之为听阈声压，人耳感觉疼痛的声压为20Pa，称之为痛阈声压。声压4声学基础质点振动位移

质点振动的位移是相对于平衡位置的位移，通常，空气中声波振动的幅度非常小，大约在10-7mm到数毫米之间，位移下限对应于听阈，上限对应于痛阈。因为振动位移太小，而位移又很难直接测量到。质点振动速度

振动速度是指声波的传播引起小部分介质波动的速度，而非声速，振动速度远小于声速。测量质点振动速度的应用之一是测量声强。我们知道声强大小也等于声压与质点速度的乘积，因此，有一种声强探头称为声压-粒子速度探头（Pressure-(Particle)Velocityprobe，P-V探头）如图4.13所示，则是通过测量粒子的振动速度来测量声强。4声学基础声阻抗

声阻抗是界面上平均有效声压对通过该界面的有效体积速度之比，为复值函数，实部对应声阻，虚部对应声抗。声波传播时引起介质振动需要克服阻力，声阻抗越大，则推动介质所需要的声压就越大，声阻抗越小则所需声压就越小。声强

指单位时间内，通过与声波前进方向垂直的单位面积上的声能（见图4.14）。声强是矢量，可以简单地认为某点的声强＝该点的声压×质点的速度。以I表示，单位是W/m2。通常通过声强探头来测量声强。4声学基础声功率

声源在单位时间内辐射的总声能，称之为声源的声功率，用P表示，单位是W，它等于包围声源的一个封闭面上的声强总和。4声学基础声波的传播特性声波的传播特性平面声波球面声波柱面声波4声学基础常见声场常见声场自由场扩散场4声学基础自由场

自由场指一种理想化的声场，其各处的声能量流方向均背离声源，声压和声强均随测量点离声源距离的增加按反平方律而降低。4声学基础扩散场

扩散场也称为混响场。在混响场中，声波来回地发生全反射，从而使得各处的声强都等于零。从统计观点来讲，可认为声束通过任何位置的几率是相同的，并且通过的方向也是个个方向几率相同的，由此造成室内声场的平均能量密度分布式均匀的。4声学基础5常用NVH试验设备LMSTest.Lab振动噪声测试系统5常用NVH试验设备整车半消声室5常用NVH试验设备激光测振仪5常用NVH试验设备声学人工头6整车NVH评价方法主观评价方法分值描述分值描述1不能忍受的6可接受的2令人难受的7好的3根本不能接受的8非常好4不能接受的9优秀5有待提高的10非常优秀不可接受的可接受的6整车NVH评价方法试验测试评价整车怠速测试a）工况描述：分为怠速空调开启和怠速空调关闭两种测试工况b）评价指标：方向盘、座椅导轨、换挡杆等测点振动性能；

驾驶员右耳、后排座椅中间位置的噪声性能。整车加速测试a）工况描述：分为3挡急加速和3挡缓加速两种测试工况b）评价指标：方向盘、座椅导轨、换挡杆等测点振动性能；