VirtualLab噪声传递函数分析
车身噪声传递函数分析
车身噪声传递函数分析昝建明周舟李波灏肖攀长安汽车股份有限公司汽车工程研究院车身噪声传递函数分析Noise Analysis of Car Body Using TransferFunction昝建明周舟李波灏肖攀(长安汽车股份有限公司汽车工程研究院，重庆401120 )摘 要: 车身的NVH特性是车身开发的重要内容。
在车身的设计中，用有限元软件MSC Nastran 进行了噪声传递函数分析，并根据计算结果对车体结构进行优化，提高NVH 性能。
关键词: 车身, NVH, MSC Nastran, 噪声传递函数, 优化Abstract：NVH performance is the important task for body design. During the body design stage, using MSC Nastran to do NTF analysis, the results can help optimize the body structure to improve the NVH performance.Key words: Body, NVH, MSC Nastran, NTF, Optimization1 引言NVH性能是新车的重要性能指标之一。
车身在整车的NVH性能中有着重要影响，不论是来自路面的激励，还是来自发动机的激励，都是通过车身传递给乘员。
开发出合理的车身结构对提高整车的NVH性能有重要作用。
车身噪声传递函数（NTF）分析就是车身开发中的重要方法之一。
将对车身与底盘之间的主要连接区域进行声学传递函数分析，以便找出噪音传递路径与对NVH特性影响比较大的关键零部件。
分析时一个声学空腔模型将被包括在内并用来预测内噪声水平，车辆的详细有限元模型与声学空腔模型将被耦合并求解，通过车身与动力系统及底盘系统连接点上施加载荷来计算车内乘员耳侧的噪声响应。
2 分析模型车身分析的有限元模型包括车身结构的有限元模型和车身声学空腔有限元模型两部分。
LMS Virtual.Lab 11 安装方法
LMS b R11安装方法LMS b第11版已经发布！这个版本又是LMS发展上的一个里程碑！自从当年叱咤风云的LMS SYSNOISE 5.6升级为LMS b以来，LMS b中的声学功能飞速发展，例如最新的FEM—PML技术、FEM—AML 技术（声学有限元模块）以及Fast Multipole BEM多极边界元技术、时域边界元技术（声学边界元模块）等一直处于世界最先进地位！与此同时，现在的LMS b已经不再是一个独立的声学软件，而是一个功能非常全面的大平台，包括了几何建模、网格划分、多体动力学分析、结构有限元分析（包括各种动态和静态分析）、疲劳分析、声学分析、自动优化分析以及将CAE分析与试验完美结合的混合动态建模功能，用户完全可以在LMS b这个大平台里完成项目的全面分析！此外，对于高级用户，LMS b还能够提供完美的定制以及二次开发，可以说LMS b完全能够满足各种用户的各种技术需求！由于使用LMS b进行声学分析的朋友较多，所以在安装教程开始前，先将LMS b 11版本中声学模块的新功能做一个简介，完整的LMS b 11版本简介可以查看本安装教程最后的附录部分。
bR11声学新特性：1、内嵌结构求解器支持各类结构有限单元和材料参数属性，具有求解复杂结构模态、响应、声-振耦合等分析功能，结合模态基声-振耦合求解器，能够全方位考虑各类强、弱耦合结构声学模型细节，为用户建立和求解各种声学模型提供完备的求解方案和工具，是当前求解声学问题最先进、最完备、最可靠的排他性工具。
2、极大增强了可压、不可压流体噪声模型处理功能，扩展间接边界元、有限元计算表面偶极子声源，优化了边界条件处理，使得求解效率和精度达到了极致，是当前流体声学求解问题的首选工具；进一步增强了温度梯度属性、剪切层声折射等非均质介质处理能力，极大提高了超高马赫数（航空发动机喷流）声学问题的求解效率和精度，是当前超高马赫数流体声学问题求解的最先进工具。
噪声传递函数在车内结构噪声优化中的应用
激励方向是否满足设计要求，识别出关键的路径以进
行优化。
" 分析模型及结果
"#! 分析模型
点输出噪声之间的对应函数关系，对车内噪声控制有
NTF分 析 的 有 限 元 模 型 包 括 车 身 结 构 内 饰 车 身
着重要的影响，表现结构与车内声腔的固有特性。 （TB）模型和声腔模型两部分，如图 1所示。TB模型包
NTF的数学表达式，如式（1）所示。
- -
括白车身、仪表板、转向系统、闭合件、座椅以及与车身
相连的附件等，对刚度影响较小的一些部件用集中质 （1）
量模拟，并用柔性单元（RBE3）与车身连接。地毯和阻
2第0179（期7）
技术应用
尼片等用均布质量模拟。
# 结构优化
性能方面，找出问题关键部位进行优化，降低开发成本。
关键词：噪声传递函数；面板贡献量；模态贡献量；优化
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LMS Virtual.Lab模块介绍
产品名称： LMS b模块介绍产品简介LMS b Motion多体动力学LMS b Motion多体动力学能够让设计师和工程师真实地仿真整车设计中驾驶的平顺性及操纵的稳定性，新型挖掘机的运转，或者机械开关的可靠性等。
LMS b Motion多体动力学作为先进的MBS解决方案，结合了具有自动化程序的集成仿真环境和广泛的应用领域，包括动力总成动力学、悬架动力学、履带动力学等。
此外，仿真结果还可以用于后续的与耐久性或者噪声振动分析相关的研究，例如高精度求解器预测的覆盖整个频率范围的动态内部载荷。
•LMS b Standard Motion 标准动力学软件LMS b Standard Motion是一个对机械系统真实运动和载荷进行仿真的完整集成解决方案。
它能使工程师在进行昂贵的实物样机试验前快速地分析和优化机械设计的真实性能，并能保证机构具有预期功能。
LMS b Standard Motion使用户能够建立和模拟多刚体机械系统，改进它们的动力学性能，预测部件和系统的载荷，以便用于结构分析、振动噪声模拟、疲劳寿命预测和其它分析。
LMS b Standard Motion在实体建模、参数化、CAD几何体、柔性体特点、控制和液压功能、求解器性能、动画显示和后处理功能等方面提供了极具前沿的领先技术。
它独创地把所有需要的功能集成到一个用户界面友好的桌面环境，不需要其它求解器，并消除了费时的数据转换。
采用LMS b Standard Motion，用户可以利用一个基于CATIA V5的完全集成的CAD引擎，快速地创建和改进他们的机械系统的虚拟样机模型。
实体建模器可以得到一个完整的参数化模型。
机械单元包括弹簧、摩擦力、接触力和广泛的运动副和约束功能。
稳定和高性能的求解器对即使是最复杂的动力学问题都能保证精确和高效的处理。
数据结果中包括位移、速度、加速度和模型所有部件的相互作用力。
专门的动画显示和后处理特点可以帮助工程师轻松地识别并有效地解决某个工程问题的根本原因。
lms virtuallab acoustics 声学
LMS VirtualLab Acoustics 声学是一款强大的声学仿真软件，可以用于分析声波在各种媒介中的传播和反射。
这个软件使用虚拟实验室的原理，将真实的声学实验场景转换成计算机模型，从而进行声学仿真分析。
LMS VirtualLab Acoustics 声学软件支持多种声学分析方法，包括有限元分析、边界元分析、射线追踪和统计能量分析等。
用户可以根据具体需要选择不同的分析方法。
使用LMS VirtualLab Acoustics 声学软件可以进行各种声学分析，比如声场分布分析、反射和传播路径分析、耳蜗模拟、噪音控制等等。
此外，还可以通过软件模拟不同的声
学器件，比如扬声器、麦克风、耳机等等，
进行性能测试和优化。
此外，LMS VirtualLab Acoustics 声学软件还支持声学教学，通过虚拟实验室的方式，
让学生可以在计算机上进行各种声学实验，
比如波动方程的解决、声场分布的观察等等，来深入理解声学原理。
总体来说，LMS VirtualLab Acoustics 声学是一款功能强大的声学仿真软件，可以帮助
用户进行各种声学分析和性能测试，并且可
以用于声学教学和科研工作。
基于Virtual.Lab的永磁同步电机噪声仿真
3 电磁仿真及电磁力分析
3.2 电磁力分析出，并导入LMS b。再通 过定子内表面将电磁力映射到结构有限元模型上，如左下图所示。将时域内的电磁力信号转化为频域信号， 并作出colormap图，如右下图所示。可以看到电磁力以第8阶、第16阶、第24阶、第32阶为主。
电机辐射噪声的阶次成分主要由电磁力产生，结构本身的影响主要体现在共振带上。对于共振问题， 可以利用LMS b的贡献量分析技术，识别原因。
针对8000rpm、4839Hz的声压响应峰值，计算针对该点的面板贡献度，面板分块如左下图所示， 面板贡献度如右下图所示。4839Hz处主要贡献区域为前盖板。类似分析可为结构优化提供方向。
驱动电机的振动噪声主要由电磁力激振产生。我们 当然希望在电机设计阶段就能预测其振动噪声特性。但 之前我们在开发中，仅能根据经验去设计电机，或者参 考一些经典书籍
进行工程估算，计算复杂且精度很难控制。 本文利用LMS b的振动噪声模块，快速预测电机的电磁振动噪声，为电磁设计及结构
设计提供了一定的指导方向。
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FDM
4 辐射噪声计算及分析
利用模态叠加法求解出各个转速下10010000Hz的振动响应，输出结构表面的振动位 移。然后开始使用LMS b声学模块的 有限元法，求解电机的辐射噪声。
声学有限元模型如右图所示。 由于设计时需要反复计算多个转速工况的响 应，为了加快计算速度，这里采用基于声学传递 向量（ATV）的计算方法。
在材料库中选取各部件对应的弹性模量、泊松比、密度等参 数。
FDM
2.2 模态分析结果
2 电机有限元模型及模态分析
直接在LMS b中进行自由模态分析，主要阶次见下图：
基于LMS Virtual.Lab 的整车振动及声学响应分析
基于LMS b的整车振动及声学响应分析邢玉涛李燕洪燕田冠男奇瑞汽车有限公司公用技术院CAE设计仿真和方法部摘要：本文介绍在整车开发过程中利用LMS b进行模态综合分析，计算整车模态及关键点传递函数，并在整车模态分析基础上结合试验测试结果预测分析地板、座椅导轨及方向盘的振动，利用LMS b声学模块计算车内驾驶员耳侧声压响应，为后期试验调校提供参考依据。
关键词：整车NVH；模态综合；振动噪声1.概述在现代汽车设计过程中，CAE分析起到越来越重要的作用，在汽车设计初期即可快速的取得结果，从而取代后期大量的试验，使得汽车设计周期大大缩短，降低研发成本。
而作为汽车性能重要指标的NVH在现代汽车市场中越来越受到人们的重视，也成为许多厂家核心竞争力的一部分，涉及车辆的振动噪声问题已经成为汽车技术领域的一个研究热点。
随着国内整机厂汽车CAE技术的成熟，利用CAE技术模拟汽车NVH问题已经不仅仅局限于零部件及子系统的模态，基于整车模型的整车振动和噪声响应的模拟预测技术也已经逐渐被掌握。
在设计的虚拟样机阶段即可预测振动噪声水平，以便及时的更改设计，达到可接受的振动噪声水平。
发动机是汽车主要的振动和噪声源。
发动机怠速时产生的振动与噪声水平是汽车用户对汽车NVH 性能的第一感觉。
本文运用LMS b 软件对由发动机怠速引起车内方向盘的振动及乘员耳旁的噪声分析进行方法研究。
2.整车模型的建立整车模型是一个复杂的系统，本文以目前公司正在研发的某款车型为例，构建整车模型。
所用整车模型节点有1,649,400个，单元有1,925,038个，包括Trimmedbody、前后悬、轮胎、动力总成及排气系统等。
由于模型庞大，直接建立整车模型进行模拟分析不但耗时巨大，而且不利于子系统模型的准确性判断。
因此，本文采用LMS.VirtualLab中的模态综合法进行计算，即先分系统计算模态，最后进行模态综合的方法分析整车振动和声学响应。
将整车模型分为Trimmedbody、前悬架、后悬架及动力总成和排气系统四个系统，其中转向系统包含在Trimmedbody中，以便转向杆与转向横拉杆之间MPC的建立。
传递函数法测吸声系数
传递函数法是一种常用的测量材料吸声性能的方法，通过测量声波在材料上的传递函数来评估材料的吸声系数。
本文将详细介绍传递函数法的原理、测量步骤和数据处理方法。
一、传递函数法的原理传递函数法基于声学传递函数的概念，它描述了声波在不同材料上传播时的传递特性。
传递函数是一个复数函数，表示声波在频域上通过材料时的传递效果。
通过测量声源和接收器之间的声压差，可以计算出传递函数，并由此得到材料的吸声系数。
二、测量步骤1. 实验准备：选择适当的声源和接收器，并将其安装在声学实验室中。
确保实验环境的背景噪声较小，以保证测量结果的准确性。
2. 校准系统：使用标准参考材料对声源和接收器进行校准，以确保测量的准确性和一致性。
3. 材料样品准备：选择要测试的材料样品，并按照一定规格进行切割和准备。
确保样品表面光滑均匀，无明显缺陷。
4. 测量过程：（1）将样品固定在声学室的测试夹具上，确保材料与夹具之间没有松动或空隙。
（2）调整声源和接收器的位置，并设置合适的距离，使声波能够有效传播到材料表面并接收到反射声波。
（3）按照一定频率范围内的步长进行测量，记录下声源和接收器之间的声压差值。
（4）重复以上步骤，直到完成整个频率范围内的测量。
三、数据处理方法1. 计算传递函数：根据测得的声压差值，计算出每个频率点上的传递函数。
传递函数的计算公式为传递函数=接收器声压/声源声压。
2. 计算吸声系数：利用传递函数可以计算出材料的吸声系数。
吸声系数是指材料对声波吸收的能力，数值范围在0到1之间，数值越大表示吸声性能越好。
3. 统计分析：根据测得的吸声系数数据，可以进行统计分析和比较不同材料的吸声性能。
可以绘制吸声系数与频率的关系图，以便更直观地展示材料的吸声性能特点。
四、实验注意事项1. 测量环境要求：确保实验室环境噪声较小，以免影响测量结果的准确性。
此外，实验室内的温度、湿度等参数也需要控制在合适范围内。
2. 样品准备：样品表面应保持干净光滑，无明显缺陷，并且与夹具之间没有松动或空隙，以免影响测量结果。
labview的机械噪声
机械设备运转时因机械振动而产生的声音。
噪声是评价机械产品质量的重要指标之一。
它反映产品的设计和制造水平，影响产品的经济价值，也是环境噪声的一个组成部分。
分类机械噪声按声源的不同可分为 3类。
①空气动力性噪声：由气体振动产生，如通风机、压缩机、发动机、喷气式飞机和火箭等产生的噪声。
②机械性噪声：由固体振动产生，如齿轮、轴承和壳体等振动产生的噪声；③电磁性噪声：由电磁振动产生，如电动机、发电机和变压器等产生的噪声。
噪声控制控制噪声的基本途径首先是控制噪声源，其次是控制噪声传播和噪声接收。
①噪声源的控制：控制噪声源的振动是最根本的办法。
一般措施包括：降低激励，如减小冲击力、对旋转质量作动平衡；在设备安装和零部件装配时进行正确的校准和对中；保证相对运动件结合面的良好润滑并降低结合面的表面粗糙度；电气部件间的电磁力平衡；采取减振和隔振措施，以降低辐射噪声的构件对激励力的响应，如改变构件的固有频率，增大振动件或整个机械系统的阻尼等。
②噪声传播的控制：使噪声在传播途中衰减，以减少传递到接收部分的能量。
一般措施包括：对噪声源采用隔声罩；在噪声源与接收部分之间设置隔声障壁；在车间的四壁、顶板上加附吸声材料，在空间装设吸声板；针对某些设备安装消声器；合理选择新建厂厂址、合理布置车间建筑物等。
③噪声接收部分的控制：噪声控制的根本目的在于对人体健康的保护。
当控制噪声源和噪声传播不能满足要求时，长期处在90～100dB(A)噪声环境中工作或在高至115dB(A)强噪声环境中从事短期工作的操作者，可使用耳塞、耳罩和头盔等个人防护装置。
此外，根据声波干涉原理用“反噪声”控制噪声的反噪声技术已开始试验研究，为噪声控制开辟了又一途径。
噪声的测量噪声常以分贝(dB)表示的 A声级或声功率级作为评价标准，对不同的机械产品规定有相应的测量方法和容许标准。
常用测量仪器有声级计、声功率计、频率分析仪和记录、显示仪器等。
图示为噪声测量系统的组成。
excel中噪声函数
excel中噪声函数在Excel中，噪声函数是一种数学函数，用来生成随机数字或模拟随机数据。
噪音函数在Excel的许多领域中都有广泛的应用，如数据分析、模拟、数值计算等。
这篇文章将一步一步地解释噪声函数的概念、Excel中如何使用噪声函数以及它的一些常见应用。
第一步：了解噪声函数的概念在Excel中，噪声函数是指生成随机数字或模拟随机数据的函数。
噪声函数通常是定义在一个特定范围内的数学函数，它可以产生看似随机的数字序列。
噪声函数具有以下特点：1. 随机性：噪声函数生成的数字序列或数据点是随机性的，没有明确的规律或趋势。
2. 均匀分布：噪声函数的输出数字在给定的范围内均匀分布，这意味着每个数字的概率相等。
3. 高频成分：噪声函数的输出数字在各个频率上都有所表现，从低频到高频都有可能包含。
第二步：在Excel中使用噪声函数Excel内置了一些用于生成随机数字的函数，比如RAND()函数和RANDBETWEEN()函数。
这些函数可以用来模拟噪声函数的效果。
下面我们将介绍几个常用的噪声函数及其应用。
1. 白噪声函数白噪声函数是最基本的噪声函数之一，它生成的数字序列在频谱上均匀分布，没有明显的相关性或趋势。
在Excel中，我们可以使用RAND()函数结合一些数学运算来模拟白噪声函数。
例如，可以使用以下公式在单元格A1中生成一个随机的白噪声序列：=RAND()复制这个公式到其他单元格，即可得到一列随机的白噪声序列。
2. 高斯噪声函数高斯噪声函数是一种服从高斯分布的噪声函数，也被称为正态分布。
高斯分布在统计学中非常常见，它呈钟形曲线，均值和标准差控制分布的形态和范围。
在Excel中，我们可以使用NORM.INV()函数结合RAND()函数来生成高斯噪声序列。
例如，可以使用以下公式在单元格A1中生成一个均值为0、标准差为1的高斯噪声序列：=NORM.INV(RAND(),0,1)复制这个公式到其他单元格，即可得到一列均值为0、标准差为1的高斯噪声序列。