基于CAE的汽车振动噪声综合优化方法

摘要

随着人们对环境要求的不断提高，健康意识的不断增强，消费者对于汽车乘坐的舒适性和驾驶环境要求也相应提高，影响汽车乘坐舒适性和驾驶环境的重要性能一NVH(Noise&Vibration&Harshness)，作为重要的汽车性能指标和企业产品竞争指标，在当今汽车市场竞争中呈现出越来越重要的地位。有统计资料显示，汽车约有三分之一的性能问题与车辆的振动和噪声问题有关，而各大汽车主机厂有将近百分之二十的研发费用消耗在解决车辆的振动和噪声问题上。
　　本论文以某国产SUV(Sports Utility Vehicle)车型在开发过程中的实际项目需求为指导，论述了CAE技术在汽车振动噪声领域的应用及综合优化方法。
　　首先是根据企业所提供的三维整车模型进行有限元网格划分，并对焊点单元、粘胶单元、螺栓连接等建立相应的模拟，搭建分析所需要的有限元模型。
　　其次，分析了该车型白车身以及TB车身的模态，并对未达到目标值的模态振型提出了优化方案，进行了优化，优化后均已达到了目标值要求。
　　然后，对车身主要安装点的动刚度进行了分析计算，并对未达到目标值的安装点进行了优化，结果都已达到了目标值要求。
　　再次，对车身主要安装点的振动传递函数进行了分析计算，对未达到目标值要求的相应部分进行了结构优化，优化后均已达到目标值要求。
　　最后，对车内声腔进行了分析，并计算了车身主要安装点的噪声传递函数，均已达到目标值要求，后期需再结合实验进行对标和优化。
　　本课题是在结合当前国际主流的CAE分析手段和中国公路及车辆现实情况的基础上，采用科学的研究方法，应用有限元的思想，利用模态分析技术对车身模态和主要振动激励来源（如悬置支架、副车架、排气吊钩等）安装点的动刚度和噪声传递函数进行分析，然后对某型SUV整车的结构进行分析优化，从而降低振动水平、提高结构疲劳寿命、改善汽车各种性能，使车内噪声达到符合人机工程和国家标准的目的。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究背景

1．2 NVH发展历程

1．3 汽车噪声的试验测试方法及CAE在汽车噪声开发中的应用

1．3．1 汽车噪声的试验测试方法

1．3．2 CAE在汽车噪声开发中的应用

1．4 本文研究的主要内容

2 基本理论

2．1 振动学基本理论

2．1．1 固有振动理论

2．1．2 随机振动理论

2．2 声学基本理论

2．2．1 噪声控制方法

2．2．2 声学基本方法

2．2．3 声级及计权声压

2．3 模态分析基本理论

2．4 动刚度基本理论

2．5 传递函数基本理论

3 某SUV车身模型与分析软件介绍

3．1 课题所用车身模型的来源及简介

3．2 所用软件简介

3．2．1 CATIA简介

3．2．2 Altair HyperMesh简介

3．2．3 MSC Nastran简介

3．2．4 LMS Virtual．Lab简介

4 车身模态动刚度和传递函数分析

4．1．1 白车身有限元模型建立

4．1．2 白车身模态分析结果

4．2．1 灵敏度分析的原理

4．2．2 某型汽车白车身车身灵敏度分析结果

4．3．1 TB车身有限元模型建立

4．3．2 TB车身模态分析结果

4．4 TB车身主要安装点动刚度分析

4．5 TB车身主要安装点振动传递函数分析

4．6 TB车身主要安装点噪声传递函数分析

4．6．1 声腔有限元模型的建立及模态分析结果

4．6．2 TB车身主要安装点噪声传递函数分析结果

5 车身结构优化方案总结与结果分析

5．1．1 车身模态优化方案汇总

5．1．2 车身模态优化结果及分析

5．2 车身动刚度优化总结与分析

5．2．1 TB车身主要安装点动刚度优化方案汇总

5．2．2 TB车身主要安装点动刚度优化结果及分析

5．3 车身振动传递函数优化总结与分析

5．3．1 TB车身振动传递函数优化方案汇总

5．3．2 TB车身主要安装点动刚度优化结果及分析

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

7 参考文献

8 论文发表情况

9 致谢