声学振动分析

  整车开发已不再是单纯的结构设计和机构的实现，而是需要在如何取得优  质零部件总成的基础上，整合匹配出满足法规和标准要求或最优的整车系统性能。影响汽车乘坐和使用环境重要因素的振动噪声性能，作为重要的法规和竞争指标在当今产品竞争中体现的越来越举足轻重。振动噪声控制从方法上看，已然从控制零部件和总成入手变为偏重于对总成之间的总体匹配。车辆的振动噪声源主要包括：发动机、排气系统、传动系统、路面、风噪声、轮胎噪声等。ETA利用CAE技术，通过分析零部件的结构性能，同时还可分析各总成之间的匹配，达到控制整车的NVH性能的目的。

车身部件级刚度分析

       通常，在车身概念设计阶段，需要研究车身部件级别的刚度，以帮助确定车身各个梁结构的截面形状以及各个接头的刚度，此项分析是控制整车NVH性能参数最基础的分析。

       A. 铰接刚度分析

       白车身接头刚度分析是整车开发设计过程中必不可少的环节。利用CAE技术建立有限元分析模型，进行白车身接头刚度分析，并进行相关结构几何特性修改的刚度灵敏度分析，使白车身各接头满足一定的刚度要求。

       B. 断面刚度分析

       通过汽车梁结构的断面刚度分析，使梁截面满足一定的刚度要求，可辅助确定并优化各个梁结构的断面形状以及梁结构中各钣金件的厚度。

白车身静刚度和动刚度分析

        汽车白车身是汽车的关键总成，它承受着来自道路及装载的各种载荷作用，车身结构必须有足够的静刚度以保证其装配和使用的要求，同时应有合理的动态特性以达到控制振动和噪声的目的。

        A. 静态弯曲刚度分析

建立白车身的有限元模型，模拟分析白车身在静态载荷下的弯曲刚度，并通过断面刚度和铰接刚度对弯曲刚度的灵敏度分析，使白车身的弯曲刚度满足一定的要求。

     B. 静态扭转刚度分析

利用上述分析的有限元模型，模拟分析白车身在静态载荷下的扭转刚度，并通过断面刚度和铰接刚度对扭转刚度的灵敏度分析，使白车身的扭转刚度满足一定的要求。

        C.风窗、门窗对角线刚度分析

       利用上述分析的有限元模型，模拟分析白车身在扭转载荷的作用下，计算风窗、门窗对角线的位移变化量并要求其满足一定的要求，从而达到控制整车的扭转刚度的要求。

        D. 模态分析

        利用上述分析的有限元模型，模拟分析白车身在自由状态下的模态，并通过断面刚度和铰接刚度对自由模态的灵敏度分析，使白车身的模态满足一定的要求。

带内饰的车身动刚度分析

        在评价车身动态特性时，不仅仅只考虑白车身本身，同时还需要考虑内饰件的影响，因此，对于CAE分析，还需要分析带有内饰的车身动刚度。

    A. 模态分析

        在上述白车身模型中，同时把内饰部分考虑到车身模型中，模拟分析带内饰的车身在自由状态下的模态，使该车身模态满足一定的要求。

    B.动刚度分析(Point Mobility)

       利用CAE技术分析汽车关键点的动态特性，通过Point Mobility方法进行模拟计算，预测动态特性存在的问题，为结构修改提供重要的依据。

   C. 振动传递函数分析

    汽车的振动噪声响应是带有内饰的，因此利用带内饰的车身有限元模型，在发动机、底盘的连接点施加结构激励，可计算出振源到车内振动的主要面板之间的振动传递函数，确定主要的振动来源，从而为汽车设计中提高NVH性能提供指导。

    D.声学传递函数分析

       利用带内饰的车身有限元模型，同时还需包括乘员空间的空穴模型，在声强的激励下，可计算声源到制造车内噪声的面板之间的声学传递函数，同时也可测得驾驶员耳朵附件的声强，从而有效的控制汽车车内的噪音。

副车架的动刚度分析

    副车架是用于支承前后车桥、悬架的主要构件。汽车行驶时，副车架将受到来自路面的随机载荷及发动机的各个转速下的振动载荷作用并将载荷传送到车身，所以它的振动特性对于汽车疲劳特性以及整车的NVH的性能有重要影响。

   A.副车架的模态分析

   创建前、后副车架的有限元模型，分别进行前、后副车架的自由模态分析，确定前、后副车架的固有频率，并使其固有频率控制在一定的范围，为控制整车的NVH性能提供基础。

   B.副车架动刚度分析

     创建前、后副车架的有限元模型，分别在副车架与车身、悬挂的连接点施加载荷，进行Point Mobility分析，以评价副车架的动刚度性能。

整车系统的NVH灵敏度分析

       整车系统的NVH灵敏度分析就是尽量减小由于车轮的不平衡、路面的激励以及引擎的激励而对整车NVH性能的影响，这一步对于获取整车好的NVH性能是非常重要的。

    A. 车轮不平衡振动引起的整车振动分析

       汽车的车轮是有阻尼的弹性元件和系统，这些元件和系统使汽车成为振动系统，由于车速的变化会带来整车的振动。利用有限元的方法，创建相应的有限元模型，在车轮中心施加一个不平衡力，计算座椅连接点或管柱的响应情况。

   B.路面引起的振动和噪声分析

       汽车行驶的路面都有不同的不规则性，因此，道路引起的汽车振动也是复杂的。利用有限元的方法，创建相应的有限元模型，在车轮中心施加单元谐波载荷，可计算座椅连接点或管柱的响应情况。

   C.引擎引起的振动和噪声分析

       汽车发动机的燃烧不均匀和惯性力以及传动系旋转零部件的不平衡，也会引起各部分的振动。应用引擎激励通用的计算的方法，可以计算出引擎的激励，将激励施加到相应的有限元模型上，可得到座椅连接点或管柱的响应情况。

    D.IP板的振动和噪声分析(Squeak and Rattle)

      IP板的振动和噪声(Squeak and Rattle)在汽车使用过程中是一种常见的症状之一，因此减小这种振动和噪音对于提高整车NVH性能，从而让消费者满意是非常重要的一个环节。

中高频振动和噪声分析

统计能力分析(SEA)法是一种有效的在中高频域内减少振动噪声的分析方法。