基于阻尼特性魯棒性的車身NVH性能設(shè)計(jì).pdf

1、隨著中國汽車行業(yè)的發(fā)展，中國汽車人均保有量逐年上升，影響消費(fèi)者購買汽車的因素發(fā)生了較大的變化，主要體現(xiàn)在汽車安全性、舒適性和環(huán)保節(jié)能這幾大方面。其中舒適性是近年來影響消費(fèi)者購車的主要因素，因此深入研究汽車NVH性能的設(shè)計(jì)仍然是提高汽車競(jìng)爭(zhēng)力的有效方式。
　　根據(jù)消費(fèi)者問題反應(yīng)和OME統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，同一批次量產(chǎn)的車型的NVH性能不一致，有些甚至超出工程師設(shè)計(jì)的指標(biāo)。阻尼片作為控制汽車NVH性能主要的有效方式，其阻尼特性隨著溫度、頻率和制

2、造厚度不確定性而變化。有數(shù)據(jù)表明這是汽車NVH性能出現(xiàn)魯棒性的主要原因。為了能在汽車設(shè)計(jì)初期較好地控制這種魯棒性，本文提出了一種基于阻尼片特性魯棒性的汽車NVH性能設(shè)計(jì)方法。
　　1.建立阻尼材料四因子模型。阻尼材料的阻尼特性是隨著溫度和頻率變化的，本文采用四因子導(dǎo)數(shù)模型表達(dá)阻尼特性的魯棒性。先采用麥夸特法來擬合四因子模型，然后采用蒙特卡洛方法對(duì)阻尼損耗因子分布規(guī)律進(jìn)行求解，建立損耗因子概率密度函數(shù)，為后面的汽車NVH性能魯棒性設(shè)

3、計(jì)提供阻尼特性隨機(jī)變量分布模型。
　　2.整車模型建立及驗(yàn)證。本文以某MPV為案例進(jìn)行基于阻尼片特性的車身NVH性能設(shè)計(jì)，先建立Trimbody模型;為了驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，對(duì)Trimbody模型加載怠速工況底盤各硬點(diǎn)加速度，并將試驗(yàn)和仿真結(jié)果作對(duì)比，經(jīng)驗(yàn)證后的有限元模型精度滿足工程要求。
　　3.確定阻尼片的布局。傳統(tǒng)的阻尼片布局常采用試驗(yàn)測(cè)試振動(dòng)大的鈑金區(qū)域，其缺點(diǎn)是不能在設(shè)計(jì)階段預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì)阻尼片。本文采用模態(tài)應(yīng)變能疊加法

4、確定需要鋪設(shè)阻尼片的鈑金，模態(tài)應(yīng)變能疊加法是一種基于模態(tài)仿真的方法，能在初期設(shè)計(jì)階段預(yù)測(cè)較好的阻尼材料的布局。先對(duì)整車模型進(jìn)行模態(tài)分析并抽取選定鈑金的低階模態(tài);關(guān)注模態(tài)應(yīng)變能高的車身區(qū)域并對(duì)高應(yīng)變能區(qū)域進(jìn)行阻尼鋪設(shè)處理;仿真預(yù)測(cè)車內(nèi)噪聲級(jí)別，如果噪聲級(jí)別滿足設(shè)計(jì)要求則確定阻尼片布局方案，否則重新抽取選定鈑金的低階模態(tài)。
　　4.魯棒性優(yōu)化設(shè)計(jì)。以阻尼片厚度為設(shè)計(jì)變量，以材料損耗因子為隨機(jī)變量，以車內(nèi)駕駛員、中排中間乘員和后排中間乘

5、員耳朵處聲壓值曲線積分為約束函數(shù)，阻尼片質(zhì)量作為目標(biāo)函數(shù)，運(yùn)用組合優(yōu)化方法遺傳算法(GA)和序列二次規(guī)劃法(SQP)組合進(jìn)行魯棒性優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證車內(nèi)聲壓級(jí)水平的條件下降低車輛噪聲的波動(dòng)性。為了驗(yàn)證魯棒性優(yōu)化后的阻尼鋪設(shè)效果，對(duì)鋪設(shè)魯棒性優(yōu)化前后的布局方案車型在怠速關(guān)空調(diào)工況進(jìn)行仿真噪音分析，對(duì)比優(yōu)化前后駕駛員、中排中間乘員和后排中間乘員耳朵處噪音。
　　本文通過先后建立阻尼材料四因子模型、建立及驗(yàn)證整車有限元模型、確定阻尼片的布