某SUV车门高里程异响研究与稳健性设计

摘要

近年来，汽车工业的快速发展，使得汽车整体NVH(Noise Vibration Harshness)性能得到了较大的提升。原本不明显的异响问题变得越来越突出，特别是直接暴露在驾乘人员面前的内饰异响。国产车的使用寿命问题一直被国人所诟病，新车性能可以媲美同级别的合资车，但行驶一定里程后，整车性能衰减严重。经过高里程耐久后出现的异响问题，严重影响消费者的口碑，降低消费者的购买欲望。所以在汽车开发设计阶段，内饰件设计不仅要满足新车异响要求，而且要满足耐久之后的异响性能要求。　　本文以经过三万公里耐久后的某国产SUV(Sport Utility Vehicle)的左前车门为研究对象，通过主客观试验与仿真计算对比分析，研究材料的性能衰减水平、卡扣的失效程度以及零部件间的间隙变化对高里程车辆异响的影响。利用稳健性设计方法与正交试验法，得出最严重的异响试验方案，并进行仿真分析验证。主要研究内容包括：　　通过对新车及三万公里耐久车在鹅卵石路、比利时路和搓板路等几种典型路面上进行主观性评价，初步判定异响类别及异响严重程度，并采集路谱。然后，利用采集到的路谱进行整车四立柱异响测试，进一步确定异响位置及严重程度。最后拆解异响问题较多的模块，进行零部件台架测试，确定车辆耐久后的新增异响问题。　　通过模态测试及响应点VTF(Vibration Transfer Function)测试，对比新车与经过耐久后，车辆左前车门内饰板的模态和卡扣位置VTF仿真计算结果。采用单因素叠加方法，拟合仿真试验曲线，得出材料性能和卡扣性能的衰减程度。另外，零部件的生产制造及装配等工序，以及耐久后造成的部件松动使零部件间的间隙发生变化。根据相关资料和工程师经验积累，预测耐久车车门内饰板零部件可能出现的间隙变化范围。　　根据分析得出的材料性能和卡扣性能两个研究参数的衰减水平，修正相关参数值，通过SNRD异响仿真，计算分析三万公里耐久车车门可能出现的异响风险。对比耐久车异响主观性评价结果，验证结果的一致性和仿真计算的可行性。考虑材料性能衰减、卡扣失效和间隙变化三个因素对高里程车辆异响的影响，借助稳健性设计方法，通过正交试验确定对异响影响的最严重方案。利用最严重方案的参数数据进行SNRD异响仿真分析，得出容易发生异响的危险点。最后，参考新车异响仿真要求，在最严重方案的基础上进行结构优化及DTS(Dimensional Technical Specification)优化设计，并进行仿真计算验证，为异响开发控制提供参考依据。

目录

声明

第 1 章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 国内外发展现状及趋势

1.3 研究的主要内容

1.4 本章小结

第 2 章 基础理论

2.1 异响产生机理及影响因素分析

2.1.1 摩擦产生的尖叫异响

2.1.2 尖叫异响的影响因素

2.1.3 碰撞产生的敲击异响机理

2.1.4 敲击异响的影响因素

2.2 高里程异响的主要影响因素分析

2.3 稳健性设计主要理论

2.3.1 稳健性设计概述

2.3.2 稳健性设计原理

2.3.3 稳健性设计的主要方法及适用性分析

2.4 本章小结

第 3 章 异响的主观性评价

3.1 引言

3.2 典型路面道路测试

3.3 整车四立柱异响测试

3.4 零部件台架测试

3.5 测试结果

3.6 本章小结

第 4 章 影响车门高里程异响的主要参数衰减特性研究

4.1 引言

4.2 车门模态及卡扣位置 VTF 测试

4.2.1 模态测试分析的理论依据

4.2.2 测试数据的采集与分析

4.2.3 VTF 测试的理论基础

4.2.4 测试数据的采集与分析

4.3 车门 CAE 模态与卡扣安装位置 VTF 仿真分析

4.3.1 CAE 模型建立

4.3.2 仿真计算结果分析

4.4 衰减特性

4.4.1 仿真与测试结果对比分析

4.4.2 参数修正

4.5 零部件间的间隙变化预测

4.6 本章小结

第 5 章 车门异响的 BSR 分析与稳健性设计

5.1 引言

5.2 异响的 BSR 分析

5.2.1 SNRD 异响分析介绍

5.2.2 车门异响计算分析

5.3 稳健性设计

5.3.1 异响稳健性分析基本原理

5.3.2 车门异响影响因素稳健性分析

5.3.3 车门异响稳健性设计

5.3.4 仿真分析验证

5.4 本章小结

总结与展望

全文总结

展望

参考文献

致 谢