基于动态响应分析的汽车车身NVH性能优化控制
基于轿车动力总成NVH性能研究
、
为在第 ｆ 个局部坐标系中三个弹性主轴
由上 式可 以看 出这两 个方 程存在 动力 耦合 。即底盘 的运 动影 响 了动力 总成 的运动 ， 同样 ，动力 总成 的
运 动 也对底 盘 的运动 产 生影 响 。 方 程 （ ． ）写成 将 １８
上 的刚度 。
Ｃ Ｃ 、ｃ 小 。为在第 ｉ 个局部坐标系中三个弹性主轴
首先作用在底盘悬架系统上，通过悬架将振动传递
给 发动 机 。用广 义 向量表 示 ：见 １６式 －
＝
。
，
，
。
，
（－） １６
在 广 义坐标 系 中 ，设 有微 小 的振 动 ，依方 程 （ － ） １５
建立动力总成和底盘的运动方程 即：
图 ２ 动 力 总 成 重 心 的 平 动 位 移 和 转 动 位 移
（—） １７
其 中 ：Ｍ１ 力 总成 的质 量矩 阵 ； Ｍ２ 盘 的质量 一 动 ． 底
而每 个悬 置 的 刚度ｋ 阻尼Ｃ 局 部坐 标系ｒ ／ 和 在 ｊ 以 中可
矩阵；Ｃ． １ 动力总成的阻尼矩阵；Ｋｌ － 动力总成的刚 度矩阵； Ｋ ． ２ 底盘的刚度矩阵；ｑ来 自路面 的随机 ．
ｂ ｔ ｉ ｃｉ ｓｏ ｅｔ ａ ａ ｄｒｔｔ ｃａ ｋｈ ｆ ｗｈｃ ｒａ ｙａ ｅｔｒ ｉｇｑ ａ ｔ ｆｃｅ ． ｈ ｏ ｒｔ ｉ ｏｈ ｄ ｅｔ ｎ ｆｖｒ ｃｌ ｎ ｏａｅ ｒｎ ｓａ ｉ ｇｅｔ ｆ ｃ ｉ ｎ ｕ ｌ ｏ ｒｗ Ｔ ｅｐ ｗｅ ｒ ｎ ｒ ｏ ｉ ｔ ｈ ｌ ｄ ｉ ｙ ａ
涉及车辆多个系统的相互作用 。本文就动力 总成与悬架等子系统存在振动耦合 ，建立动力总成和底盘 的耦合振动 模 型。在 ＭＡ Ｌ Ｂ ｓ ｉｋ下仿真表 明，动力总成悬置系统 Ｎ Ｔ Ａ ／ｉ ｎ ｍｌ ＶＨ 性能主要集中在竖直和绕 曲轴转动这两个方 向
汽车驱动桥NVH性能分析与优化
汽车驱动桥NVH性能分析与优化摘要：为实现汽车驱动桥NVH性能的分析与优化，本文中建立了驱动桥NVH性能分析与优化流程及方法，对分析过程中所应用的有限元、振动响应、声学仿真和拓扑优化等方法进行了综合研究，恰当地选取了分析方法、计算方法、分析软件。
然后，以某车在60～65km/h加速行驶工况出现噪声大的问题为例进行分析与优化。
最后，对优化后驱动桥进行整车NVH测试，验证了所建立的分析流程及方法的有效性。
关键词: 汽车驱动桥；有限元分析；振动响应；声学仿真分析；NVH测试前言(3)后驱动桥是汽车底盘传动系统的重要组成部分，同时也是主要噪声源之一，它的NVH性能对整车NVH性能有直接影响。
学者对后驱动桥NVH性能的分析与优化开展了大量研究。
虽然研究对汽车驱动桥NVH性能分析与优化做了很多工作，取得许多成果，但仍然存在一些不足。
1 驱动桥 NVH 性能系统分析流程模态分析对后驱动桥进行模态分析，目的是得到各阶模态频率，来确认其是否与其他激励源产生共振。
前期研究结果表明，后桥噪声主要是主减速器齿轮啮合冲击通过轴承传至后桥壳产生振动引起的辐射噪声，差速器在普通工况下一般不起作用，本文中主要是对后桥壳进行模态分析。
1.1 有限元建模采用 UG 软件系统建模，网格划分过程中，主减速器壳选取四面体单元划分，单元质量主要控制参数如表1所示，最后给各个部件赋相应的厚度和材料属性，如表2所示。
将模型导入ansys workbench软件，得到有限元模型。
2 振动响应分析振动响应分析的目的是确定响应较大部位，以实现后续精准优化。
频率响应分析是指结构对某载荷(可以是冲击载荷，也可能是一频率在一定范围内的载荷)的响应。
根据驱动桥噪声机理，以及驱动桥NVH性能分析需要，在进行频率响应分析前，需要先计算其轴承的载荷。
使用模态分析结果，计算桥壳振动响应，求解已知1～2000 Hz频段的所有结果。
将频率范围设成1～2000Hz。
选择模态叠加法来进行分析，ANSYS workbench求解，得到结果。
基于悬置支架动刚度分析的整车NVH性能分析及改进
基于悬置⽀架动刚度分析的整车NVH性能分析及改进[摘要]动刚度指标是动⼒总成悬置⽀架等底盘零件NVH性能评价体系中的重要考核内容，基于有限元分析⽅法, 利⽤Altair RADIOSS软件的模态频率响应⽅法对悬置⽀架关键点的动态特性进⾏分析，可以得到相关零件的动刚度曲线。
通过对关键点进⾏动刚度分析,可以为车辆NVH性能改进提供理论参考，缩短开发周期和降低开发成本，对于提⾼车辆NVH性能设计⽔平具有重要的意义。
[关键词]悬置⽀架动刚度频率响应NVH【Abstract】The index of dynamic stiffness is theimportant assessment for the performance evaluation system of the chass pratssuch as powertrain mount bracket, based on method offinite element analysis,the modal frequency response method of Altair RADIOSS software isused toanalysis the dynamic characteristic of the critical points of the mount bracket.Dynamicstiffness analysis is done through the critical points ,it can providethe theoretical reference forthe vehicle NVH performance, shorten thedevelopment cycle and reduce development costs. Ithas the great significancefor improving the design capability of vehicle NVH performance. [Keywords] Mountingbracket;Dynamic stiffness;Frequency response;NVH1 引⾔随着消费者收⼊⽔平的提⾼，对汽车产品的舒适性需求越来越⾼,从⽽导致了在整车开发中对影响舒适性指标的振动噪声提出了更⾼的设计要求。
整车NVH性能优化研究
整车NVH性能优化研究近年来，随着汽车工业的快速发展，车辆的噪声、振动、刺激性等惯性噪声引起了人们越来越多的关注。
这种情况迫使汽车制造商采取更多措施来降低舒适度不佳的问题，提高车辆的NVH性能，以满足汽车消费者对舒适乘坐的追求。
NVH是指车辆的噪声、震动和刺激性表现。
具体地说，NVH的性能包括减少车辆内部噪声、提高车辆行驶平稳性、降低震动等方面。
为了实现这些优化，汽车制造商必须采用全面的方法，以确保整车NVH性能的合理性。
改善车辆NVH性能的方式非常多，主要包括减小噪声振动、降低结构声响、改善空气动力噪声振动、改变排气声噪性、减少底盘噪声、在车辆设计中考虑座椅阻尼和不适感、将吸音材料应用于车辆地板等方面。
下面将分别对这些方法进行深入探讨。
首先，减小噪声振动是改善车辆NVH性能的重要方法之一。
为实施此方法，汽车制造商可以通过改变车辆结构、加强座椅振动吸收能力、采用恰当的排气噪声吸附材料等一系列措施来达到减少噪声振动的效果。
其次，降低结构声响是改善车辆NVH性能的另一种方法。
为了实现这种解决方案，汽车制造商可以在车辆构造设计中采用一些新型材料，如碳纤维、玻璃纤维等，以最大程度地减少结构声响。
第三，采用优良的空气动力噪声振动是改善车辆NVH性能的一个重要方案。
为了实现这种方案，汽车制造商可以采用一些新型的气动噪声降低技术，如关注表面细节、使用低圆周数引擎等，以实现低空气动噪声振动的目的。
第四，改变排气声噪性也是改善车辆NVH性能的有效方法之一。
为了实现这个目标，汽车制造商可以使用一些特殊的喇叭材料和设计技术，以更好地控制排气声音，并在车辆设计中重视音量控制。
第五，在车辆设计中考虑座椅阻尼和不适感也是改善车辆NVH性能的有效工作之一。
为了实现这个目标，汽车制造商可以通过考虑座椅填充物的弹性、结构和形状等因素，以降低车辆座椅的不适感，并最小化座椅的振动传递。
最后，将吸音材料应用于车辆地板是改善车辆NVH性能的有效方法之一。
基于频率响应灵敏度的车身结构的优化设计
强迫振动 ｉ ｔ ］ 。车身是乘员 的直接承载物 ， 身的好 车： 坏 直 接影 响 到乘坐 的舒适 性和 安全 性等 。
在车 身 结构 优 化过 程 中 ， 过 灵敏 度分 析 ， 以 通 可 避 免结 构修 改 的盲 目性 ， 高设 计 效率 ， 少 设计成 提 减 本 Ｉ 目前 刚度 和模 态 灵 敏度 已经广 泛应 用 于 车 身 ２ ］ 。
关 键 指标 。因此 ， 文 计算 １０Ｈ 本 ０ ｚ以下 的模 态 ， ６ 前
阶模态频率（ 除去刚体模态） 和振型描述如下表 １ 所
基 于频 率 响应灵 敏度 的车 身 结构 的优化 设计
３２ 频率 响应 灵敏度 分析 ．
１７ ３
在车身结构优化设计过程中， 由于车身构件数
量 比较 大 ， 同位 置 的构 件 对 响应 频 率 的位 移 和车 不 身质 量 的影 响程 度 不 同 。因此 ， 各 构件 进 行 灵敏 对 度 分 析 ， 出对 车 身质 量 和 响 应位 移 影 响 比较 显著 找 的零件 很有 必要 。 车身 灵敏度 分 析就 是分 析车 身性 能参数 口对 设 计 参数 变 化 的敏感程 度 ， 以表示 设 计 的过程 就 是设计 变量 在满 足 约束条 件
Ｉ 足
． ．．． 。．． ．．．．
！．． Ｉ ．． ．． ． 一
范 围 内， 设 计 目标 达 到最大 或最 小 ， 以表 示为 使 可
优 化醴 ｆ 结柬 ｔ －
ａ ｍｘ （ ｒ ／ ａＧ ） ｉ ｎ
≤ ６ － ，， ｎ ≤ １ …，） ０－ ２
式 中 Ｇ（ 为设计 目标 函数 ； ，（ 约束 函数 方程 ； 神为
为设计 变 量 问 。
根据 频 率 位 移 曲线 得 出 ， ３ ｚ ３ ｚ ４ 在 ６Ｈ 、 ９Ｈ 和 ０ Ｈｚ 产 生 了共 振幅 值 ， 取不 同频 率 处 的加权 数 乘 处 选
车身连接点动刚度分析与NVH性能改进研究
Ｚｈａ ｇ Ｓｈ ｕ ａ Ｚｈａ ｇ Ｙｉ ｉ ｎ ｏ ｙｕ ｎ ， ｎ ｍ ｎ ，Ｄａ ｉＹｕｎ，Ｓｈ ｎ Ｌ ｉ ｅ ｅ
（ ．ＡＩ ｓａｃ ｎ ｔｕｅ ２ Ｎｏｔｅ ｓｅｎＵｎｖ ｒｉ ） １Ｓ Ｃ Ｒｅｅ ｒｈＩｓｉ ｔ； ． ｒｈ ａｔｒ ｉｅｓｔ ｔ ｙ
度 是 室 内怠 速 噪 声 与 路 面 噪声 的重 要 影 响 因素 ｌ ｌ ｌ 。 研 究表 明翻 反 映连 接点 动 刚度 特性 的原 点 导纳 ＶＦ ． Ｉ
国 内某 款 自主 研 发 商 用 车 进 行 了 动 刚 度 分 析 与改
进， 取得理想效果 。
分 类
６ ． ２５
频 率， Ｈ
．
设计 ． 计算 ． 研究 ．
车 身 连 接点 动 刚度 分 析 与 Ｎ Ｈ性 能 改进研 究 Ｖ
张 守元 １ 张 义 民 ２ 戴 云 １ 沈 磊 １
（ ． 海汽 车集 团公 司研究 院 ； ． 北大学 ） １ 上 ２东
【 摘要 】 出了用有 限元法进行车身连接点动刚度分析的方法和流程 ． 提 比较 了利用截断模型 和整 车模 型进行 动
ｐ ｏ ｏ ｅ ． ｈ ｉｃｅ ａ ｃ ｆｄ ｎ ｍｉ ｔ ｆ ｅ ｓ ａ ａｙ ｉ ｗ ｔ ｒ ｎ ａｉｒ ｍｏ ｅ ｎ ｏ ｌ ｔ ｅ ｉ ｌ ｍｏ ｅ ｓ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｒ ｐ ｓ ｄ Ｔ ｅ ｄ ｓ ｒｐ ｎ ｙ ｏ ｙ ａ ｃ ｓｉ ｎ ｓ ｎ ｌｓｓ ｉ ｔｕ ｃ ｔ ｉ ｆ ｈ ｏ ｄ ｌａ ｄ ｃ ｍｐ ｅｅ ｖ ｈ ｃｅ ｄ ｌｉ ｏ ａ ｅ ， ａ ｄ ｔ ｅ ｗａ ｏ ｒ ｖ ｓ Ｅ ｍｏ ｅ ｙ ａ ｃ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ｎ ｈ ｙ ｔ ｅ ｉｅ Ｆ Ａ ｄ ｌ ｄ ｎ ｍｉ ｈ ｒｃ ｅ ｓｉ ｉ ｒ ｓ ｎ ｅ ．Ｍｏ ａ ｅ ｔ ｏ ｈ ｎ ｍａ ｅ ｌ ｈ ｕ ｏ ｙ ｉ ｉ ｃ ｄ ｌｔ ｓ ｆａ Ｃ ｉ ａ— ｄ ｉ ｔ ｂ ｓ ｂ ｄ ｓ ｇ
不确定汽车动力传动系统低频NVH性能分析与优化
不确定汽车动力传动系统低频NVH性能分析与优化动力传动系统是整车最重要的振动、噪声源之一,其NVH(振动、噪声和声振粗糙度)性能主要包括扭振、颤振、轰鸣噪声、敲击、啸叫等内容。
其中,扭振、颤振、轰鸣噪声主要作用在低频范围内,这些低频性能指标对整车起步、全油门加速等工况下的NVH性能有着决定性的影响。
因此,分析和控制动力传动系统低频NVH性能,对于提高整车NVH水平具有非常重要的意义。
目前,动力传动系统低频NVH性能的开发主要基于确定性系统参数,并借助CAE(计算机辅助工程)技术进行求解。
然而,在工程实际问题中,由于制造、装配和测量误差的影响,激励和边界条件的变化,外部环境的不可预测等因素的影响,动力传动系统的不确定性无法避免。
这些不确定性互相影响和耦合,导致动力传动系统的实际性能相对于设计性能出现较大偏差,可能造成产品性能一致性差、仿真模型与测试结果对标困难、优化方案实际效果不明显等一系列问题。
针对目前动力传动系统低频NVH开发中存在的问题,本文在这一过程中引入了不确定理论和算法,对不确定条件下动力传动系统扭振、颤振、轰鸣噪声性能的开发和扭转动力吸振器的设计进行了研究。
建立了各项性能的仿真分析模型,提出了各项性能的评价指标;针对各项性能指标的特点,采用不同的不确定性模型和数值计算方法,以预测由不确定因素引起的动力传动系统低频NVH性能波动;建立了动力传动系统的不确定优化模型,以实现其低频NVH性能的优化设计。
论文完成的工作主要包括:(1)建立了新的动力传动系统-后桥耦合扭转振动模型(DRCTVM),该模型将主减速器输入轴和差速器搭载在后桥桥壳上,考虑了扭转振动中动力传动系统与后桥之间的耦合关系,试验结果显示,相对于没有考虑后桥耦合关系的传统模型,该模型可以更准确的模拟动力传动系统的扭转振动性能。
提出了不确定动力传动系统的扭振分析和优化方法,该方法以扭转模态频率和扭振响应峰值的期望和标准差作为输出响应,采用截断概率模型描述模型参数的不确定性,同时考虑了参数的概率分布特性和边界特性,数值算例结果显示,该方法可以大幅度降低动力传动系统扭振响应的均值和标准差,收窄扭振响应的上、下界范围,有效的提升动力传动系统扭振性能的稳健性。
车身NVH分析优化及应用
车身NVH分析优化及应用车身噪音、振动和刚度（NVH）是衡量汽车质量和舒适性的重要指标之一、车身NVH的分析和优化对于提高汽车的质量和驾驶乘坐的舒适性至关重要。
本文将从车身NVH的分析方法和优化策略两个方面进行探讨，并讨论其在实际应用中的具体应用和效果。
首先，车身NVH的分析方法包括模态分析、频响函数分析和有限元分析。
模态分析用于确定车身结构的固有振动频率和模态形态，从而了解车身结构的振动特性。
频响函数分析根据车身结构的偏离来计算车身振动的幅度和相位响应，以评估车身结构的振动性能。
有限元分析是一种数值模拟方法，通过将车身结构离散为有限数量的元素，计算车身结构的振动与噪声响应。
这些分析方法可以帮助工程师识别和解决车身NVH问题，并优化车身结构和材料，以降低振动和噪音水平。
其次，车身NVH的优化策略主要包括减振、隔离和刚度调整。
减振是通过将能量从车身结构中传递到其他部件来减少振动。
常见的减振方法包括加装减振材料（如消音板、隔热材料等）、减振器（如液压减振器、弹性减振器等）和结构优化（如改变材料厚度、调整支撑结构等）。
隔离是通过加装隔振器件（如弹簧隔振器、气囊隔振器等）或调整车身结构刚度来隔离外界振动，使其不传递到车内。
刚度调整是通过增加或减小车身结构的刚度来调整振动模态，从而减少特定频率的振动和噪音。
车身NVH优化的具体应用可以在车辆设计和制造的各个阶段进行。
在设计阶段，工程师可以利用模态分析和有限元分析来评估不同车身结构和材料的振动和噪音性能，并选择最佳方案。
在制造阶段，工程师可以通过加工精度和装配质量的控制来减少车身结构的不均匀性，从而降低振动和噪音水平。
此外，在车辆投入使用后，工程师可以通过振动和噪音的实测和分析来优化车身结构和装配，以提高用户的驾驶和乘坐体验。
总之，车身NVH的分析和优化对于汽车的质量和舒适性至关重要。
通过合理的分析方法和优化策略，可以有效减少车身振动和噪音，提高驾驶和乘坐的舒适性。
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基于动态响应分析的汽车车身NVH性能优化控制
作者：曹友强， 邓兆祥， 张宇， 陈德欣， Cao Youqiang， Deng Zhaoxiang， Zhang yu， Chen Dexin
作者单位：汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室 重庆400039
刊名：
高技术通讯
英文刊名：Chinese High Technology Letters
年，卷(期)：2013,23(8)
被引用次数：1次
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5.Kim K S;Kang Y J Local Stiffness Control for Reducing Vehicle Interior Noise by Using FRF-Based Synthesis Method 2011(01)
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8.高书娜,邓兆祥,胡玉梅基于声压灵敏度分析的轿车车内低频噪声优化[期刊论文]-吉林大学学报（工学版） 2009(5)
9.张松波;周建文;毛显红形貌优化技术在车身NVH性能控制中的应用 2009
10.赵静,周弦,梁映珍轿车乘坐室轰鸣声的分析与控制研究[期刊论文]-汽车技术 2009(10)
11.孙庆鸿,杨莉,吴明,张炳军轻型客车白车身动力学建模与模型修正[期刊论文]-江苏大学学报（自然科学版） 2005(6)
12.张胜兰;郑冬黎基于HyperWorks的结构优化设计技术 2007
13.何渝生;邓兆祥汽车噪声控制 1999
14.李增刚SYSNOISE Rev5.6详解 2005
1.周林,张小超,陈志,梁学修玉米收割机NVH问题研究-基于振动总量和A计权声音[期刊论文]-农机化研究 2015(12)
引用本文格式：曹友强.邓兆祥.张宇.陈德欣.Cao Youqiang.Deng Zhaoxiang.Zhang yu.Chen Dexin基于动态响应分析的汽车车身NVH性能优化控制[期刊论文]-高技术通讯 2013(8)。