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文档简介

1汽车设计第七章汽车NVH性能设计2第七章汽车NVH性能设计返回目录7.1汽车NVH的基本概念7.2汽车NVH性能设计与整车关系7.3汽车NVH性能评价7.4汽车NVH设计流程7.5汽车NVH性能设计要点3

本小节的教学重点内容:汽车NVH是什么?振动的分类,为什么会共振?什么是结构的固有模态?噪声的评价指标以及传播特征是什么?第七章汽车NVH性能设计第7.1节汽车NVH的基本概念返回目录4评价指标:声压级、频率、声品质等。人耳听力范围20~20kHz,语音频率范围200~5000Hz。Noise

噪声

评价指标:频率、加速度、方向等。影响人体舒适的振动频率范围:0~80Hz。Vibration振动称冲击特性或不平顺性,与振动噪声的低频瞬态特性有关。描述人体对振动噪声的粗糙的、刺耳的、不和谐的主观不舒服感。Harshness粗糙度汽车NVH的定义第7.1节汽车NVH的基本概念汽车NVH的定义5一、振动的种类

自由振动:当外界作用力变化时一定会发生,且一旦产生之后,即使没有任何外力的作用,也会持续振动下去,直到逐渐消失。

强迫振动:对外界激振的一种响应。激振与响应同时开始;激振结束响应消失。

自激振动:处于非振动性的稳定能量系统中,受到一点轻微的扰动就会将能量的一部分传到其内部,随着其激振动能量的变化,由自身的激振而引起的振动。例如,小提琴的振动、制动鸣叫、工作机械的振颤、飞机机翼的颤动、红旗飘扬等。第7.1节汽车NVH的基本概念振动的种类6二、为什么会振动第7.1节汽车NVH的基本概念为什么会振动单自由度力学模型(阻尼衰减系统)

惯性力阻抗抵抗力复原力即:7二、为什么会振动第7.1节汽车NVH的基本概念为什么会振动单自由度力学模型(阻尼衰减系统)考虑忽略阻尼的非阻尼振动系统问题解:考虑阻尼的阻尼振动系统问题令:解:其中:8二、为什么会振动第7.1节汽车NVH的基本概念为什么会振动

衰减振动与不衰减振动的比较

是衰减固有角振动频率,是衰减率,是衰减比,图中实现所示表示的是阻尼振动,把这种状态称为不足衰减。

是临界衰减系数。阻尼的作用包括:使振幅减少;使振动缓慢。其中则:9三、为什么共振第7.1节汽车NVH的基本概念为什么会共振如果

外力作用于图所示的系统令10三、为什么共振第7.1节汽车NVH的基本概念为什么会共振在单自由度阻尼衰减系统的强迫振动中的振幅和相位在图中,当

振幅

变为最大值时的现象成为共振。11三、为什么共振第7.1节汽车NVH的基本概念为什么会共振由于激振力具有正向工作的性质,所以激振源会向系统注入能量,但是,系统内部拒绝能量的持续不断地增加,每个周期都会将等量的能源返冋给激振源。这样,系统对激振力重复进行的容纳和排斥的现象就是强迫振动。另一方面,自由振动的产生是由于系统本身具有能够振动的性质,如果与自由振动具有相同振动频率的激振力作用于这个系统,则激振将会以符合系统性质的形式进行,所以系统就不会排斥激振力。因此,伴随着激振的开始,能量

将与已发生的自由振动同步调地被持续注入系统,振幅也会随着时间逐步增大。12三、为什么共振第7.1节汽车NVH的基本概念为什么会共振柔度:激振的频率(或振动频率)的函数表现的响应的位移振幅和激振力振幅的比,频率响应函数的一种。表示响应的速度振幅和加速度振幅分别叫速度导纳和加速度导纳13四、固有模态和模态解析第7.1节汽车NVH的基本概念固有模态和模态解析两自由度力学模型(非衰减系统)两自由度系统在没有外力作用的情况下两个自由度以相同的角振动频率振动,则有所以:系统振动,由于振幅

不等于014四、固有模态和模态解析第7.1节汽车NVH的基本概念固有模态和模态解析两个角振动频率这两组形式只由这个系统固有的特性决定,所以称它们为固有模态。确定振幅的比为:

N自由度系统的固有模态和固有振动频率的数目,与自由度的数量相同。这些模态组合搀混在一起进行振动。15五、声波第7.1节汽车NVH的基本概念声波声波是空气等介质中的粒子做往返运动(振动),在介质中传播的波动现象。粒子单一频率简谐振动的声波的某个瞬间状态

声波通过传播这种粒子疏密振动的能量变动而进行移动。传播速度(声速c)和声音的高低无关,它由介质的性质和温度等条件决定。16六、声音的强度第7.1节汽车NVH的基本概念声音的强度声强:1s通过单位波截面积的能量定义为声音的强度

是声压、

是介质的密度、c是声速

声压级(dB)、

声强水平(dB)人的感觉大体上与声压的对数成正比,评价声压和声用可对数关系表示其中,基准值

,是以人的最小可听音为基础确定的,同时,在空气中17六、声音的强度第7.1节汽车NVH的基本概念声音的强度声功率:声源1s内放射的声音的全部能量在空气中的自由空间,距点声源

rm的点的声压和声强

人们感觉声音的大小,并不仅仅是根据声音的强弱来判断,也要根据声音的频率及波形的不同来判断18七、声音的传播第7.1节汽车NVH的基本概念声音的传播(1)声音强度的衰减不是能量的损失,而是声音扩散导致的声音强度的衰弱(即距离衰减);(2)阻尼将粒子的动能转变成热能进而使热能消散,从而导致了在介质中传播的声音强度的下降,即声波吸收现象;(3)两种密度不同的介质相接组成,声波从一种介质传播到与另一种介质连接面时,一部分声波会反射回原来的介质,而另一部分会穿过介质连接面在另一种介质中传播;(4)声波也能像光波那样有规律地到达阴暗场所,即发生衍射现象。声波频率越低衍射程度越强。19下一节第7.1节汽车NVH的基本概念本节内容结束20

本小节的教学重点内容:汽车NVH性能设计与整车关系;汽车产品研发流程中NVH研发工作如何进行?第七章汽车NVH性能设计第7.2节汽车NVH性能设计与整车关系返回目录21整车NVH开发流程第7.2节汽车NVH性能设计与整车关系整车NVH开发流程22第7.2节汽车NVH性能设计与整车关系整车NVH开发流程为了提高汽车的NVH性能,根据汽车产品研发流程,NVH研发工作通常可分为:(1)在汽车概念设计阶段,汽车NVH性能工程师参与制定汽车NVH指标,并协调其与其他性能之间的关系。(2)设计阶段的NVH工作,结合CAD,运用不同CAE方法进行汽车各零部件和整车的NVH性能分析。(3)在开发阶段,工作的重心则由CAE转换到以试验为主的性能调试。(4)投产阶段的NVH开发工作,为初始质量的抽查和解决可能遗留的性能问题。汽车NVH特性的研究应该是以整车作为研究对象的,常将它分解成几个子系统进行研究,如动力传动系统、底盘子系统(主要包括前/后悬架系统)、车身子系统等,也可以研究某一个激励源产生的或某一工况下的NVH特性。23下一节第7.2节汽车NVH性能设计与整车关系本节内容结束24

本小节的教学重点内容:NVH评价的客观状态;声品质;主观与客观评价指标第七章汽车NVH性能设计第7.3节汽车NVH性能评价返回目录25一、NVH评价的客观状态第7.3节汽车NVH性能评价NVH评价的客观状态操作条件表现形式空载振动和低频噪声低速牵引发动机扭矩引起的振动和低频噪声加速发动机、排气的噪声辐射和排气管振动引起的噪声和振动滑行由轮胎和动力传动系统的不平衡、轮胎噪声等引起的振动和噪声行驶于粗糙路面路面噪声和振动倒车动力系弯曲振动和齿轮啮合引起的呼啸声刹车由制动器打滑引起的长声尖叫26一、NVH评价的客观状态第7.3节汽车NVH性能评价NVH评价的客观状态状态参数分类相关参数主观评价参数隆隆声、摇晃、声品质客观评价参数声压、声强、速度、加速度频率范围参数低频、中频、高频来源参数发动机、动力传递系统、悬置系统、排气系统变速器参数挡位、变速比汽车NVH评价状态参数表27二、声品质第7.3节汽车NVH性能评价声品质一个产品的声品质是指它带给人特有的听觉感受,是一种主观感受。声品质包括响度、音色、音调、锐度、纯音度、声音的调制和语音清晰度等方面的指标。28二、声品质第7.3节汽车NVH性能评价声品质汽车最主要的声音是与发动机有关的。人们用很多主观指标来评判这类声音的声品质,如舒适感觉、运动感觉、平稳感觉、动力感觉和纯音的感觉等等。发动机的声音与缸数、振动噪声的阶次密切相关,于是,声音阶次的成分决定了发动机的声品质。现在,世界各国的汽车公司都在研究声品质的主观评价与客观测试之间的关系,即不仅能定性而且能定量地来描述其声品质。与发动机有关系统的声品质的定性和定量描述有下面几个指标:声压级指标、阶次组成、线性度和高频噪声。29三、NVH的主观评价第7.3节汽车NVH性能评价主观评价主观评价是顾客对车内噪声、振动和舒适性的直观感觉,感觉声音是安静还是吵闹,是和谐还是刺耳,感觉振动大小和舒适性。车内NVH的主观评价指标包括主观定级和声品质。主观定级是人为地把噪声或者振动分成10个级别。第1级表示噪声或者振动非常大,人绝对不能接受。第10级表示噪声或者振动非常小,以至在车里面感觉不到噪声与振动的存在。30三、NVH的主观评价第7.3节汽车NVH性能评价主观评价轿车在全负荷工况下主观评级与客观噪声级之间的大致关系比如车内噪声为55dB(A)的时候,主观评价为7.3级。31四、NVH的客观评价第7.3节汽车NVH性能评价客观评价(1)车内NVH评价人体振动与噪声的测量点司机耳朵和乘客耳朵处的噪声,包括噪声量级和声品质;汽车地板或者椅子基架处的振动;方向盘上的振动;座椅上的振动和人体的振动。车内噪声与振动的客观评价指标有:32四、NVH的客观评价第7.3节汽车NVH性能评价客观评价(1)车内NVH评价车内噪声评价指标主要包括:怠速和加速的声音评价和语音清晰度。怠速和加速的声音评价:当发动机转速稳定后,发动机转速会在怠速上下浮动。求出所有频率下的声压或者声功率的均方根值,然后得到其声压级或者声功率级。这种声级用来作为怠速时声音的评价指标。在WOT和POT时,发动机的功率和转速迅速上升,发出的噪声也变大。可以绘制声级、转速、频率的三维图谱,或者其总量级和各个阶次的量级绘在平面图上。噪声的总量级和主要阶次的量级用来评价这些状态下的声音。33四、NVH的客观评价第7.3节汽车NVH性能评价客观评价(1)车内NVH评价语音清晰度:描述了在噪声环境下说话的清晰程度。语音清晰度是用百分数来表示,100%表示说话完全听得清楚,0%表示说话完全听不清楚。说话声音频谱和噪声频谱用l/3倍频程表示,记为

、上限、下限噪声差值对所有频率都一样为30dB上限噪声下限噪声语音清晰度:,是与频率有关的计权系数34四、NVH的客观评价第7.3节汽车NVH性能评价客观评价(2)整车振动的评价1)人体对振动的反映特性乘坐质量(Ridequality)是车内振动最主要的衡量指标。各种振动源将振动传递到座椅、方向盘和地板,车内的顾客会感受到这些振动。人体各个部位对振动敏感频率是不一样的。手的敏感频率是8-16Hz。坐着的时候,各个方向的敏感频率不同:在垂直方向为4-8Hz,而在横向为1-2Hz。35四、NVH的客观评价第7.3节汽车NVH性能评价客观评价(2)整车振动的评价2)椅子模型和椅子-人体组合模型评价汽车座椅的舒适性涉及三个因素:座椅结构振动传递率、输入信号和输出信号,这三个因素都是频率的函数。座椅有效幅值传递率(SeatEffectiveAmplitudeTransferRate,SEAT)评价椅子的舒适性:

分别为椅子和地板的加速度频谱;

为针对人体响应的频率计权函数。

36四、NVH的客观评价第7.3节汽车NVH性能评价客观评价(2)整车振动的评价3)怠速和加速的振动评价指标人体在4-8Hz之间对垂向振动最为敏感。在8Hz以上,敏感度随频率的增加而减小。当转速一定的时候,某个频率f下,某个方向的速度与加速度,存在下列关系:m为振动的三个方向:x,y和z方向,am和vm分别为m方向加速度和速度考虑所有频率的贡献,用各个频率下的速度均方根值表示某个方向总的振动速度:37四、NVH的客观评价第7.3节汽车NVH性能评价客观评价(3)系统和零部件性能评价在开发的初期,车内噪声与振动指标确定后,这个指标就分解到各个系统和零部件。在以后的开发过程中,所有系统和零部件的开发就是以车内指标为中心进行。比如车内噪声分解到排气系统,排气系统就设立排气尾管的噪声指标、辐射噪声指标、消声器的传递损失指标和挂钩传递力的指标等。38四、NVH的客观评价第7.3节汽车NVH性能评价客观评价(4)通过噪声评价汽车在通过街道和居民区时会产生噪声。政府法规见GB1495-2002汽车加速行驶车外噪声限值,规定当汽车通过街道时,在一定的距离内,其噪声不能超过某个标准,这就是通过噪声。39四、NVH的客观评价第7.3节汽车NVH性能评价客观评价(4)通过噪声评价通过噪声源分解图40四、NVH的客观评价第7.3节汽车NVH性能评价客观评价(4)通过噪声评价41下一节第7.3节汽车NVH性能评价本节内容结束42

本小节的教学重点内容:影响汽车NVH性能目标制定的主要因素;对于整车状态下振动和噪声主观评价;整车和部件NVH水平测试、整车NVH固有特性试验有哪些;NVH相关CAE分析工作;汽车产品开发后期,NVH工作还包括哪些内容?第七章汽车NVH性能设计第7.4节汽车NVH设计流程返回目录43第七章汽车NVH性能设计返回目录NVH特性的设计与研究贯穿产品研发的整个过程,依据产品开发的阶段不同,具体分为:产品开发前期的NVH设计、产品开发中期的NVH设计、产品开发后期的NVH设计。第7.4节汽车NVH设计流程44一、汽车产品开发前期NVH设计与流程第7.4节汽车NVH设计流程汽车产品开发前期的NVH设计与流程对于汽车产品开发前期NVH设计的任务是制定整车NVH指标,并将其分解到各子系统和部件。这一部分的工作是决定汽车NVH性能的关键一步。影响汽车NVH性能目标制定的主要因素有:设计新型汽车的市场定位和顾客群的要求通过噪声的限制,并对标杆样车总成系统NVH有定量分析。新车与标杆车NVH水平的定性和定量分析。公司在汽车NVH设计、分析与试验方面能力和配套供应商水平。顾客的要求政府强迫法规竞争对手样车水平公司技术水平45一、汽车产品开发前期NVH设计与流程第7.4节汽车NVH设计流程汽车产品开发前期的NVH设计与流程从整车出发的主观评价包括振动、噪声和不平顺性三方面。振动评价点座椅振动前地板振动方向盘振动后视镜振动动力总成的振动恒定车速(常用车速)加速滑行缓制动紧急制动主要工况泊车状态行驶状态路面状态:高速环路、普通路面、砖石路面、扭曲路面、不同坡度等。点火、熄火时在车外观察车身振动怠速急加速减速46一、汽车产品开发前期NVH设计与流程第7.4节汽车NVH设计流程汽车产品开发前期的NVH设计与流程从整车出发的主观评价包括振动、噪声和不平顺性三方面。噪声评价点驾驶员和乘员耳旁噪声和声品质车内声、开关门声发动机部位车外噪声、排气声和进气声通过噪声恒定车速(常用车速)加速滑行缓制动紧急制动主要工况泊车状态行驶状态路面状态:高速环路、普通路面、砖石路面、扭曲路面、不同坡度等。怠速急加速减速47一、汽车产品开发前期NVH设计与流程第7.4节汽车NVH设计流程汽车产品开发前期的NVH设计与流程对竞争对手样车NVH水平客观评价是制定整车振动指标和分解的主要依据,主要分两大类试验:整车和部件NVH水平测试、整车NVH固有特性试验48一、汽车产品开发前期NVH设计与流程第7.4节汽车NVH设计流程汽车产品开发前期的NVH设计与流程通过测试与对比样车NVH水平和品质,确定开发车型的NVH指标,整车级与部件级振动噪声的指标包括:频率范围、隔振、吸振、隔声与消声要求。整车振动噪声目标制定后,将其分解到子系统和部件,这一分解是双向的。目标之间会相互调整,特别是与其它指标和结构之间的协调。目标的分解是理论与实际经验相结合的过程。目前,在分解过程中,结合CAE工具可将问题及时发现,在试制之前达到最佳结果。49二、汽车产品开发中期NVH设计与流程第7.4节汽车NVH设计流程汽车产品开发中期的NVH设计与流程对汽车产品开发中期主要是车型详细设计,这时要将NVH目标融入到设计之中。在汽车产品开发中期,采用CAE数字化样车计算汽车NVH水平和固有特性,实现设计与CAE分析同步,进而完善设计。50二、汽车产品开发中期NVH设计与流程第7.4节汽车NVH设计流程汽车产品开发中期的NVH设计与流程NVH整车CAE分析要依赖于是否取精确的轮胎模型、路谱及荷载,否则其结果只具有参考价值用于相对比较。51三、汽车产品开发后期NVH设计与流程第7.4节汽车NVH设计流程汽车产品开发后期的NVH设计与流程汽车产品开发后期,NVH设计与分析完成。主要是发现NVH问题和对数字化样车进行验证。同时,通过试验对数字样车模型进修改,建立混合数字化模型。为进一步准确分析与修改结构和新设计提供准确的数字化NVH设计与分析平台。在试制成功后,批量生产中,主要是质量控制和汽车NVH稳键性分析与设计。1)整车NVH调试2)整车NVH性能改进3)试产时整车NVH工作4)投产时NVH工作52第7.4节汽车NVH设计流程汽车产品开发后期的NVH设计与流程汽车整车NVH的设计与NVH性能控制是一项复杂的技术工作。它要求在汽车设计的各阶段运用试验与CAE分析方法进行大量的工作。通过NVH与CAE分析用于汽车产品NVH早期概念设计选型,目标值建立,设计验证直到产品的工程签发的各阶段工作。CAE分析工作能在模具确立前尽早地发现可能由设计不当引发的NVH性能问题。及早地纠正这些问题或及时优化设计,能避免产品开发晚期的NVH问题,重新开模和重大设计改变。53下一节第7.4节汽车NVH设计流程本节内容结束54第七章汽车NVH性能设计返回目录汽车NVH性能设计要点应围绕以下几个方面来开展工作:设计出好的车身结构;对激励源进行准确的定位;避免与主模态共振;运用激励源-传递路径-响应的流程进行控制优化;关注激励力传递的衰减。第7.5节汽车NVH设计要点55一、整车NVH性能的影响因素第7.5节汽车NVH设计要点整车NVH性能的影响因素对于现代承载式轿车,一般有车身、动力总成和底盘三大总成组成。底盘又可以细分为转向系统、悬架系统和进排气系统等。这三大系统的振动是影响整车NVH性能的重要因素。1动力总成振动2车身振动3其他系统561.动力总成振动第7.5节汽车NVH设计要点整车NVH性能的影响因素发动机:其振动来自气缸内周期变化的气体压力和曲柄机构运动产生的惯性力。

方向:上下、前后、左右的跳动以及绕三个轴的转动,即发动机的刚体运动;

振动频率5〜20Hz;发动机的弹性模态频率一般高于200Hz汽车排气系统:发动机本身振动和排气激励的影响,排气管振动相对较大。

其振动通过挂钩和吊耳引起车身地板的振动。传动轴系:扭振。

设计中通过改变转动惯量、扭转刚度、扭转阻尼等来减振;

如飞轮转动惯量、传动系统某些轴段的扭转刚度或采用液力耦合器等。572.车身振动第7.5节汽车NVH设计要点整车NVH性能的影响因素车身是噪声与振动的传递通道,各种噪声和振动源都会通过车身传入车内。汽车上如排气系统、传动系统、悬架系统、动力总成、车身门盖开启件等直接与车身相连接,与车身相连接系统的振动模态频率应与车身的模态频率错开。在整车振动模态频率的规划与匹配过程中,应以车身模态频率为中心,与之相连的系统振动模态频率应错开分布在其上下侧。整车各系统连接示意图583.其他系统第7.5节汽车NVH设计要点整车NVH性能的影响因素操纵机构:振动主要是因为其安装吊挂刚度偏低,或自身结构动力特性不当,或车身振动过大而产生。如方向盘及管柱安装总成与车身振动或其它激励源发生共振,方向盘容易产生上下跳动和左右摆动。方向盘的垂向振动和左右摆动的频率一般在20〜50Hz内,与车身的振动频率及发动机的激励频率重叠的可能性很大,因此是模态匹配的重点目标。汽车悬架:车架、车身及车轮之间的弹性联结装置。悬架结构形式和性能参数的选择合理与否,直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影响。59一、整车NVH性能的影响因素第7.5节汽车NVH设计要点整车NVH性能的影响因素综上所述,对于整车模态匹配问题,重点是要做好动力总成、车身、转向系统、排气系统等几大系统的模态频率规划与匹配问题,这些都必须在概念设计目标值制定与分解这一阶段完成。60二、整车模态及频率的规划与匹配第7.5节汽车NVH设计要点整车模态及频率的规划与匹配1、模态规划表在汽车开发设计过程中,各个系统的开发设计既相互关联又相对独立。为了从一开始就避免共振现象,规定各系统的模态频率范围,制成表格。这个表格标定出各个系统的模态频率,并且把相连接系统或者部件的模态频率分开,这张表被称为整车模态频率规划表。模态规划表包含的内容应有:白车身弯曲、扭转模态频率、门盖开启件模态频率、车内声腔模态频率、动力总成刚体模态频率、转向系统及方向盘模态频率以及排气系统、悬架系统等的模态频率,排气系统还应做好吊挂点的优化选择。61第7.5节汽车NVH设计要点整车模态及频率的规划与匹配1、模态规划表发动机是汽车动力源,也是汽车最主要的噪声与振动源。发动机与变速箱连在一起的,因此隔振和防冲不仅仅是发动机的问题,而是整个动力装置的问题。某六缸发动机轿车的部分模态频率规划表见表。62第7.5节汽车NVH设计要点整车模态及频率的规划与匹配1、模态规划表1)该发动机的怠速频率,即点火阶次(第3阶)频率为30Hz,可推断其怠速为600r/min。动力装置的六个刚体振动模态频率彼此分离,说明这六个模态是彼此解耦的。理想的设计是既要使所有系统自身的模态彼此解耦,又要使所有相邻系统的模态彼此解耦。比如,动力装置上下振动模态频率明显低于发动机托架上下振动模态频率,即动力装置的模态与托架的模态是完全解耦的。63第7.5节汽车NVH设计要点整车模态及频率的规划与匹配1、模态规划表2)在实际应用中,要使一个系统所有的模态完全解耦和使相邻系统的模态完全解耦都是非常困难的。当系统间模态频率接近时,需要谨慎分析相邻系统之间的耦合程度。表中发动机的左右振动模态频率与发动机托架的上下振动模态频率接近,但这不一定意味着两个模态会强烈耦合,因为这两个模态的振动方向不一致,耦合程度比较低。64第7.5节汽车NVH设计要点整车模态及频率的规划与匹配1、模态规划表3)车身扭转模态频率是25.4Hz,明显低于发动机的怠速频率,这对怠速状态下的振动和噪声性能很有帮助。车身横向弯曲振动模态频率是29.7Hz,非常接近怠速频率,这时,车身尤其是车身前段结构设计就非常关键。车身扭转振动的模态“纯”度要比较高,不能与侧向弯曲振动模态耦合。65第7.5节汽车NVH设计要点整车模态及频率的规划与匹配1、模态规划表4)方向盘两个方向上的振动模态频率都分别高出怠速频率3.5Hz和6.2Hz。但是在开发过程中,如果方向盘和传动轴上附加了一些零件,其模态频率将会被降低,怠速时,方向盘可能出现抖动。在汽车开发过程中,整车模态频率规划表指导着各个系统的设计,并调节各个系统之间的关系,即模态频率规划表与整车噪声振动目标是汽车NVH设计最重要的指南。66第7.5节汽车NVH设计要点整车模态及频率的规划与匹配2、整车模态频率匹配策略基本原则1)以模态规划表为依据、以车身为中心、重点对外协系统及车身附属系统振动模态频率进行控制。2)车身参数在设计后期应尽量少修改或不修改:其他系统模态频率分别分布在怠速激励和车身固有频率的两侧,且相差2〜3Hz或以上。3)外协系统目标值应写进采购合同,且供应商应参与设计过程,与整车设计工程师协调解决系统振动性能匹配问题。4)一些车身附属系统频率应设计地较高或布置在车身模态节点上。67第7.5节汽车NVH设计要点整车模态及频率的规划与匹配3、整车模态频率匹配流程将整个匹配过程分成概念设计、参数设计和样车试制与生产三个阶段,在各个阶段应采取相应的控制措施使之遵守匹配策略。汽车概念设计阶段:目标是制定总体技术指标。汽车产品开发中期:车型详细设计,要将各系统振动目标融入到设计之中。样车试制与生产阶段:需定期进行主观评估和客观测试的评估,通过试验对数字化样车模型进行修改,建立混合数字化模型,为进一步准确分析与修改结构提供准确的数字化设计与分析平台。68三、完善车身设计第7.5节汽车NVH设计要点完善车身设计好的车身设计对各支撑点的激励敏感度低,即激励力引起的振动和噪声的响应值低。引起车身噪声振动响应的主要因素有车身壁板的振动和车身结构声腔空气共振。声腔和车身结构振动模态的耦合强度随频率增加而减弱。随着频率的增加,每一块结构板的振动不再与相邻的板共同作用,而基本上是局部单独作用。减小那些声辐射效率高的结构板的振动的有效方法是在结构板上附加阻尼。衡量车身振动和噪声特性的常用指标是车身振动和声学灵敏度以及关门声的声品质。69四、对激励源的准确分析与识别第7.5节汽车NVH设计要点对激励源的准确分析与识别对汽车进行NVH性能优化的关键是要从中寻找出主要激励源,针对主要噪声源或振动源采取减振降噪措施,收到预期的效果。不平路面:通过悬架传递至车身,最后形成振动和噪声作用于乘员发动机的惯性力载荷和不平衡脉动转矩:车室内噪声的峰值频率与发动机的激励频率

关系密切。车轮不平衡质量:产生前轮摆振动等NVH问题传动系不平衡转矩1、汽车激励源的种类70四、对激励源的准确分析与识别第7.5节汽车NVH设计要点对激励源的准确分析与识别按声信号处理方式分,有:声压测量法、声强测量法、声全息法;按工况分,有:选择运行法、声隔离法;按处理方式分:快速傅里叶变换法(FastFourierTransformation,FFT)、谱分析法、频响函数法(FrequencyResponseFunction,FRF)和相干函数法、小波分析法、时频法;按二次处理结果分:模态法、阶次跟踪法、传递路径分析法(TransferPathAnalysis,TPA)、声品质法、CAE法、波束成像法等。2、激励源的识别方法71第7.5节汽车NVH设计要点对激励源的准确分析与识别整车NVH分析模型1Input激励环境激励源:风、环境噪声…TACTILE触觉VISUAL视觉ACOUSTIC听觉Output响应System车身+底盘动力总成系统方向盘抖振座椅振动后视镜振动车内噪声轮胎、路面系统五、运用激励源-传递路径-响应流程进行优化控制72五、运用激励源-传递路径-响应流程进行优化控制第7.5节汽车NVH设计要点对激励源的准确分析与识别研究各种激励源的发生机理、控制和降低噪声振动的发生是根本性措施。目前在声激励源的控制上主要采用两种办法:一是改进设备结构、提高加工和装配质量,以降低声源的辐射声功率;二是采取隔振、阻尼处理等减少振动能量传递或减少振动。其次要优化传递路径,这方面的方法有很多,如:隔声、隔振处理等措施。

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