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汽车NVH性能开发流程与能力建设(可重复)解析.ppt 49页
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汽车NVH性能开发流程与能力建设(可重复)解析
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*量产阶段收集市场反馈信息在市场上收集用户对该车NVH性能的评价和接受程度，为下一代车的NVH性能定位提供参考开发总结对该车NVH性能开发过程和结果进行总结，指出该车在NVH性能方面还存在的问题，提出下一代车的努力方向在下一代车开发前，解决留存的NVH问题立项预研图纸设计样件样车投产量产长安的NVH开发流程NVH流程建设小结流程建设总体思路：以NVH性能目标实现为核心的流程建设立项预研图纸设计样件样车投产量产目标设定与分解目标实现目标验证目标量产实现NVH性能与开发流程建设思路1NVH性能开发能力建设2目录NVH开发能力建设NVH团队设施与设备数据与知识积累体系NVH团队——专业领域整车领域车身领域声学包装领域悬置领域进排气领域传动系统领域发动机领域风噪声领域道路噪声领域电器噪声领域声品质领域异响控制领域制动噪声领域长安NVH团队整车室车身室机车匹配室车体结构室内外饰室动力总成室性能分析室车身技术室总体性能室整车车身动力总成匹配一中心二中心三中心四中心动力中心NVH所规划所CAE所车身所试验所设备与设施整车消声室用途：车内噪声振动试验车外通过噪声试验进气系统噪声试验排气系统噪声与振动试验悬置系统振动试验发动机消声室用途：发动机噪声与振动测试动力总成系统噪声与振动测试排气系统噪声测试整车四通道振动台用途：整车异响测试动力总成刚体模态测试悬架隔振特性测试模态试验室用途：整车模态测试白车身模态测试零部件模态测试原点动力刚度测试等。零部件消声室用途：汽车零部件（如电子风扇）的噪声振动测试。整车声学传函测试混响室用途：整车隔声性能测试材料或部件吸声能力测试零部件隔声性能测试试验室用途：该试验室由消声室和混响室组成，被测件安装在两室间的墙上，用于测试和评价汽车零部件的隔声性能。NVH数据积累分层次的项目数据管理NVH数据显示与分析各领域NVH解析结构积累库NVH知识积累与传播平台总结：流程与能力建设以NVH性能目标实现为核心进行流程开发按流程需要进行NVH能力建设*************长安汽车股份有限公司NVH开发流程介绍长安汽车股份有限公司汽车NVH性能开发流程与能力建设报告人：李传兵博士E-Mail：licb@NVH性能与开发流程建设思路1NVH性能开发能力建设2目录NVH性能与流程介绍1NVH性能开发能力建设2目录NVH性能与开发流程建设思路1能不能卖?产品性能DNA用户买不买?直接影响乘坐舒适性法规舒适性用户性能战略NVH性能NVH性能的重要性NVH特殊性与复杂性与汽车任何一个部件均相关不能简单依靠他人力量来完成开发不是一种功能,更是一种约束很难用简单的术语来描述NVH性能的特殊性与复杂性目标定位不明确或不确定不能预测开发出的NVH性能不能及时发现问题并提出改进措施没有在设计过程中瞄准目标各设计部门不能为目标各司其职存在的问题性能开发现状建立流程，将开发工作重心前移NVH开发投入工作太靠后，造成质量、进度、成本等各个系统均产生较大代价将NVH工作重心前移，移到预研阶段、立项阶段、设计阶段，而在样车阶段则主要进行性能验收工作预研立项设计与验证投产样车技术积累载体形成技术核心流程建设目的确保各车型性能目标实现流程建设的重要作用NVH性能开发流程的内容做什么什么时间怎么做谁做详细定义出节点工作内容以开发总流程节点为时间参考坐标详细的工作文件明确定义责任单位、协助单位、通报单位汽车产品开发流程主要阶段预研立项图纸设计样件样车投产准备量产预研阶段标标车测试竞争车测试基础车测试与弱点分析立项预研图纸设计样件样车投产量产基础车弱点分析频率（HZ）9.3(X)7.4(Y)6.1(Z)12.6(RX)13.3(RY)19.7(RZ)解耦47.260.746.769.451.867.7立项阶段整车目标设置总体技术方案目标分解系统技术方案立项预研图纸设计样件样车投产量产目标的定性描述市场调研报告产品概念市场目标技术目标市场领先?主要亮点?平均水平?是否满足未来发展趋势立项预研图纸设计样件样车投产量产目标的定性描述：市场领先通过噪声怠速噪声加速噪声匀速噪声声品质NVH目标的定量描述?考虑开发周期的NVH目标设定总体技术方案目标可行性分析动力总成NVH性能基础车NVH性能基础车NVH提高空间基础车的改进积累结构上改变：长、宽、车重、新技术的应用预期的改进方向进排系统？隔振系统？车身结构？声学包装？……性能的提高，必然伴随着结构的改进目标分解与子系统方案整车级NVH目标动力总成车身结构声学包装进排气系统悬置系统动力总成车身结构声学包装进排气系统悬置系统子系统目标一米声压级进排气歧管口噪声悬置支架处振动转动不均匀度或扭振动力总成弯曲模态频率变速器啮合噪声加隔声装饰罩加强发动机与变速器间的连接改善薄壁件声辐射（隔热罩、油底壳）配套方案子系统目标及方案动力总成
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通过材料技术改进汽车NVH性能
访Henkel公司汽车NVH工程技术经理王东川先生
汽车制造业
记者：近年来汽车界十分关注提高汽车的NVH性能，您认为主要原因是什么？
王东川：噪声、振动直接影响着汽车的舒适性、环保以及可靠性。噪声是汽车有害排放之一，对人是有害的，所以世界各国都制定了严格的汽车噪声限值法规。振动不仅会给乘员带来不舒适的感觉，也会引起汽车零部件的早期失效，对汽车的安全可靠性也会有所影响，当然，主要的影响还是在于乘员舒适性。
汽车的NVH性能是一项人们看不到但可以感受到的重要性能，备受汽车使用者的关注，所以，在当前激烈竞争的汽车市场中，汽车制造商们都十分重视提高各自产品的NVH性能，以提升汽车消费者的满意度。总之，提高整车NVH性能已经成为提高企业及产品竞争力的重要内容之一，而且我们看到有些公司已将静音设计作为汽车的卖点之一了。
记者：汽车的NVH性能的确非常重要，那么怎样才能有效提高汽车的NVH性能呢？
王东川：这是一个如何控制和改进整车NVH性能的问题，回答这一问题要从以下两个层面来说明：
首先，对于新开发的车型，我们要从设计的各个环节对噪声问题加以控制，要有一个&整车声学包&的概念，在制定整车VTS（Vehicle Technical Specification）时，通过对目标样车以及平台样车的试验分析，并考虑目标市场、目标成本控制等因素，明确定义整车不同工况下的NVH指标，建立整车声学包模型，通过仿真计算，对预期目标能否实现进行预测，并分解目标，定义声学包各个子系统及其部件的声学性能要求。只有这样，才能确保整车开发过程中，整车的声学性能是在可控的范围内变动的，从而最终实现整车的噪声控制指标。这就是业界常说的&整车声学包&开发技术。
其次，对于已完成开发的车型，当发现噪声超过预期目标时，通常可以采用试验的手段，对噪声问题进行分析，包括噪声源的识别、噪声定位，传递路径分析等，然后再根据不同的噪声问题通过采取密封、阻尼、加强、阻隔和吸音等不同手段和材料对整车噪声加以控制，最终达到NVH的设计目标。这就是业界通常所说的&被动降噪&方法。
Henkel公司的工程技术能力
总而言之，无论是整车的声学包控制，还是被动降噪，解决整车的NVH问题是一项系统工程。要做到为整车降噪服务，必须掌握NVH试验技术、仿真分析技术、结构设计技术和NVH材料技术等四大块功能技术。
记者：显然，整车的噪声控制与改进是一项非常复杂的工程，能否介绍一下Henkel公司在这方面的能力吗？
王东川：Henkel公司是一家世界知名的化学品公司，在NVH材料方面，我们在密封、阻尼、阻隔和加强等方面都有很强的技术及优质产品，因此，我们具备提供汽车NVH全套解决方案的所有NVH材料技术。
在工程服务方面，我们在全球拥有一个强大的NVH服务网络，在美国、法国和韩国都设有NVH研发机构和NVH工程服务中心。
另外，NVH业务是一项工程服务导入的业务，其工程能力直接关系能否为客户提供有效的服务，因此，为推进Henkel公司在中国的NVH业务，我们从2006年开始，在中国建立了一支工程服务队伍，拥有Test Lab、Body Leak等测试设备和V-one统计能量分析软件等，可以为客户提供噪声的测试、分析，声学包仿真以及整车NVH声学包零件设计等方面的快捷工程服务。
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采购发布区
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盖世行业工具NTF分析在提升整车NVH性能中的应用
来源：uggd
随着人们对商用车品质要求的日益提高，商用车NVH性能也逐渐引起用户和整车厂商的关注，所以进一步提升商用车NVH整体性能成为不断提高商用车品质的重要途径。影响整车NVH性能的因素主要有动力总成及其传动系统振动噪声、排气系统振动噪声、车身结构振动噪声、风激励噪声等。其中，怠速和加减速工况下车内噪声振动水平在一定程度上决定了用户对整车NVH性能的评价。
噪声传递函数NTF主要是指输入激励载荷与输出噪声之间的对应函数关系，用于评价结构对振动发声的灵敏度特性。NTF分析在整车NVH开发中已经有广泛应用，比如用于整车NVH目标设定与分解，通过试验测试进行各部件对噪声传递贡献量分析，通过试验分析特定频率各个面板贡献量等。随着计算机技术的不断进步，通过CAE方法进行整车NTF分析变得越来越快捷和准确，通过NTF分析计算进行车身板件贡献量分析和结构优化成为可能。
通过CAE手段进行整车NTF分析不仅仅在整车开发中得到应用，同时，在后期的NVH问题整改中也起着举足轻重的作用，相比试验手段CAE分析有效率高、成本低等优势。NTF分析主要通过在动力总成、底盘、排气系统等与车身接附点施加单位力激励，测试或计算得到车内声压响应。本文针对商用车NVH测试中发现的噪声峰值问题，进行传递路径分析，并根据传递路径针对驾驶室设计多种分析方案，利用HyperWorks前后处理软件和NASTRAN求解器进行NTF对比计算分析，快速找出问题原因，并与试验部门一起进行试验验证，提供整改方案，为商用车NVH性能持续提升提供支持。
图1 噪声传递函数示意图
TPA噪声传递路径分析是用来评估激励源到声压的噪声传递路径大小的工具，它基于一系列输入点到输出位置的声振传递函数矩阵，这些传递函数即NTF可以表示为：
其中，{P}表示特定位置的声压， [H(p/f)]表示从激励源到目标位置声压响应的声振传递函数，｛f｝表示施加在输入位置的激励力。从公式可以看出，车内目标位置声压响应大小不仅跟激励大小有关，而且跟声振传递函数有关，所以当激励力大小改变困难时，就要求对声振传递函数即NTF进行研究，从结构上找出解决问题的方法。
通过噪声传递路径CAE分析，可以在整车项目开发前期有效减少噪声峰值问题出现的风险；同时，在项目后期和车型上市后的性能提升中更能够快速提供优化整改思路。以下介绍通过CAE方法进行的NTF分析在整车项目后期NVH性能提升中的应用实例。
某驾驶室老结构在35-40Hz之间存在轰鸣声，因此需要对新设计的驾驶室进行噪声传递函数分析，以验证其NVH性能。
3.分析模型
建立原驾驶室、带2.7kg配重块原驾驶室（无轰鸣）、新驾驶室、带2.7kg配重块新驾驶室的有限元模型，包括声腔模型、TB模型。模型无约束条件，加载点为车身侧车身与底盘搭接点，共六个加载点，分别在每个加载点Z向施加1N的单位激励，测量点为座椅头枕前声腔的节点，考察该点的频响曲线。
首先对原驾驶室和带2.7kg配重块原驾驶室进行噪声传递函数分析，找出影响驾驶室轰鸣的主要原因；然后对新驾驶室和带2.7kg配重块新驾驶室进行分析，考察各工况下的声压级曲线。
图3 TB有限元模型
图4 声腔有限元模型
分析模型为TB网格模型及声腔网格模型，其中TB模型网格尺寸10mm× 10mm ；声腔网格模型中驾驶室声腔模型单元尺寸100mm × 100mm × 100mm；座椅网格单元尺寸为70mm × 70mm × 70mm。均采用PSOLID单元建模，声腔模型采用mat10材料。
整个系统为自由状态，在驾驶室与车架安装点处施加单位力（1N）的扫频激励，频率范围为20-120Hz。通过考虑车身振动与声腔耦合，使用模态频响法计算单位载荷下驾驶员和乘员耳侧声压变化曲线。
4.分析结果
由噪声传递函数分析、模态贡献量分析结果得出：
（1）原驾驶室存在轰鸣，在38Hz附近，左后、右后、右前、左前悬置点Z向激励下声压级均大于60dB，其中，左后悬置点Z向激励下声压级频率跨度较大。
图5 原驾驶室噪声传递函数曲线图
（2）带2.7kg配重块原驾驶室无轰鸣，左后、右后悬置点Z向激励下声压级大幅度降低，且低于60dB；右前、左前悬置点Z向激励下声压级仍大于60dB。
图6 带2.7kg配重块原驾驶室噪声传递函数曲线图
因此，由（1）和（2）对比可知，后悬置点Z向激励对驾驶室轰鸣影响较大，右前、左前悬置点对驾驶室轰鸣基本无影响。
图12 新驾驶室36Hz时左前悬置Z向模态贡献量
图13 新驾驶室36Hz时右前悬置Z向模态贡献量
图14 新驾驶室33.03Hz模态云图
图15 新驾驶室35.61Hz模态云图
图16 新驾驶室40Hz时右前悬置Z向激励下模态贡献量
（8）带2.7kg配重块新驾驶室噪声传递函数曲线相较于新驾驶室，右后悬置Z向激励下声压级大幅度上升，且超过60dB，主要模态贡献量为37.38Hz，主要振型为风挡上横梁一阶，其他悬置Z向激励下声压级也有提高，主要模态贡献量为35.60Hz，主要振型为风挡上横梁一阶，后围一阶。因此，带2.7kg配重块新驾驶室噪声性能不如新驾驶室。
图17 带2.7kg配重块新驾驶室噪声传递函数曲线图
通过NTF分析，能够在消耗较短时间和较经济成本的情况下，找出噪声问题原因，提出优化建议，同时结合试验，快速提升整车NVH性能。根据分析结果，采用不带质量块的新驾驶室结构。(编辑：梁嘉琪
来源：e-works)
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