呼华斌 - 基于NVHD的整车NVH分析及诊断

Altair 2015技术大会论文集

基于NVHD的整车NVH分析及诊断 Complete Vehicle NVH Analysis And Diagnostic Based On NVHD

呼华斌 杨国富 息玲玲 汤志鸿 丁智 （吉利汽车研究院/CEVT 杭州310000）

摘 要: 本文基于某整车加速分析工况介绍NVHD(NVH Director)前后处理的基本流程及

问题诊断方法。NVHD可以在整车分析中快速有效地得到分析结果，并且通过诊断分析能够帮助工程师找到问题解根源，从而有针对性地提出解决方法，为整车NVH性能开发提供方向性指导。

关键词: NVHD 整车 分析 诊断

Abstract: In this paper, Introducing the method of NVHD Pre-processing and

Post-processing, used NVHD could be get results quickly and efficiently for complete vehicle, and help CAE engineer to find the ways for problems solving by diagnostic analysis，providing the guidance for vehicle NVH performance develop.

Key words: NVHD Complete Vehicle Analysis Diagnostic

1 概述

NVH性能是整车性能重要的评价指标，也是客户在购车时的主要考虑因素，随着汽车行业竞争的日益剧烈，客户对NVH性能的要求也越来越高。在整车开发阶段使用仿真分析预测整车NVH性能的方法已经成为各汽车主机厂NVH性能开发的主要手段。相对而言,技术先进的国外汽车主机厂，已经建立起成熟的仿真分析流程及评价指标（从系统级到整车级），对于起步较晚的国内主机厂近年来也逐渐尝试整车工况的仿真分析，如：发动机怠速、加速工况分析、路面噪声分析等，但同时也带来很多困绕，如整车建模及分析周期较长，对优化及改进方案缺乏经验等。Altair公司近年来推出NVHD整车NVH分析工具能够较好的解决以上问题，如图1为NVHD整车建模及分析流程图。

图1 NVHD整车建模及分析流程图

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2 整车NVH分析流程

2.1前处理

各子系统网格建模完成后，将其外部连接点采用一定规则的Tag Point命名（不超过8位字符），两两Tag Point之间可批量生成Connector，并根据整车实际连接关系赋予Connector正确的属性信息（如Rigid, Bushing, Joint等），通过Realize可将Connection生成与其自身属性一致的连接单元(Rbe2, Cbush)，通过生成的连接单元可将各子系统连接成分析所用的整车模型。

模型树的搭建要保证整车结构层级清晰，各子系统ID范围互不冲突，且留有一定余量，将各子系统关联至模型树后可通过Batch Prepare将各子系按给定ID重新编号，并且可批量生成粗化模型。为提高分析效率，可将各子系统批量生成不同类型的超单元（CDS或CMS等）与模型树进行关联。为保证结构和声腔超单元的耦合，可将Trimmed body与声腔生成一个超单元模型，通过在分析过程中产生的Interface文件可以检查单元的耦合情况。当RBE3单元从动点为边界点时，需使用PARAM,AUTOMSET,YES命令进行转化，图2为某SUV整车NVHD模型及模型树结构。

图2 某SUV整车模型

2.2 工况设定及计算

在NVHD中提供的流程式工况设定功能[1]，可根据分析工况自动生成相对应的分析卡片，提高效率的同时可以减少由于人工操作失误带来计算报错问题。另外可根据整车工况制定各工况分析模板，在分析时直接调用相对应的工况模板即可；在工况设定中可以直接添加诊断分析输出如TPA 、PFMODE、PFGRID等。使用自带AMSES加速功能的OptiStruct 13.0求解器，可快速正确的完成分析。结合超单元模型，某整车加速工况分析仅需10分钟左右就可以完成计算。

2.3 后处理

NVH Utilities后处理针对各诊断分析工况设定相应的模块进行后处理，如模态贡献量，板块贡献、节点贡献量、TPA等，且各后处理工具均可通过“Study”工具来验证某特定因素的变化对整车响应的影响，从而使分析工程师快速找到解决问题的方法。

3 整车工况NVH分析实例

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以某整车发动机加速工况为例，分析驾驶室内声压响应，输出驾驶员及右后乘客内、外耳声压响应，同时以PEAKOUT方式输出TPA和节点贡献量诊断信息。分析结果如图3所示，可以发现在112Hz处声压响应明显超出目标值。

@112Hz 图3 加速工况声压响应曲线

TPA分析目的是为了评价由源到接收点每个路径的能量矢量贡献[2]，从而确定为解决特定问题，哪些路径需要进行优化。在NVHD的TPA分析中，其快速假设与对比功能可以进一步知道特定参数（传递函数、接附点受力及Point Mobility）的变化对整体响应结果的影响，从而为优化工作指明方向，针对122Hz附近频段一步法TPA分析结果如图4所示。

图4 TPA分析结果

对于声固耦合的分析而言，噪声问题一般是由声固耦合的某块板件的振动产生，所以解决噪声问题就要找到与其对应频率下的板块局部区域的振动情况[3]。通过对112Hz频率进行节点贡献量诊断分析可以发现防火墙右侧局部区域为此响应峰值的主要贡献来源，通过‘Study’工具去除此处局部贡献量以后，声压响应很明显的改善，如图5所示，由此可以

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判断防火墙此局部区域为112Hz响应峰值的主要来源。

图5节点贡献量诊断

根据节点贡献量诊断结果，对防火墙右侧区进行改进（case1:增加竖梁，case2增加加强筋），重新计算声学响应，如图6所示，以驾驶员外耳112Hz响应为例，case1方案声压响应下降3dB(A)，case2方案声压响应下降1.5dB(A)，证明优化方案有效，两优化方案提供设计部门进行参考。

2dB(A) Baseline Opti_case1 Opti_case2 图6 优化分析

4 结论

整车设计开发中，在新产品设计阶段使用仿真分析的方法对整车NVH进行预测及优化改进是保障整车的NVH性能的重要手段，通过以上分析可以知道，使用NVHD有助于分析工程师快速找到产品设计的弱点，以便有针对性的提出优化改进方案，能够为新产品开发NVH设计提供帮助。

5 参考文献

[1] Altair编 《HyperWorks 13.0帮助文档》

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[2] 庞剑，谌刚，何华. 《汽车噪声与振动：理论与应用》北京理工大学出版社 2006.6 [3] 李颖琎 . 《NVH Director在NVH-CAE中的应用》2014 Altair技术大会论文

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6xdh.html