成傳勝，趙德云

(鎧龍東方汽車有限公司，江蘇無錫 214000)

0 引言

在人們的消費水平日益增長的同時，對于汽車的要求也越來越高。當(dāng)今整車NVH(Noise Vibration Harshness)性能作為乘坐汽車舒適性的關(guān)鍵因素，它給用戶的感受是最直接的。路噪是指道路激勵噪聲，即由于輪胎受粗糙路面的激勵，傳遞到車廂內(nèi)部的噪聲。整車路噪主要集中表現(xiàn)在20～300 Hz的頻率范圍內(nèi)，客戶比較容易感受到。在汽車研發(fā)前期，采用CAE技術(shù)，能較為準(zhǔn)確地預(yù)測噪聲水平，并提出優(yōu)化方案，進(jìn)行風(fēng)險規(guī)避，對產(chǎn)品后期NVH性能具有十分重要的意義。

某型車在研發(fā)階段，在粗糙路面上行駛時，右后排乘客感覺難受，表現(xiàn)為整車轟鳴，主要頻率范圍是50～60 Hz，主觀評價難以接受。為了解決這個問題，首先建立整車模型，計算整車路噪聲壓響應(yīng)。同時對故障頻率進(jìn)行診斷，發(fā)現(xiàn)聲腔模態(tài)與結(jié)構(gòu)模態(tài)耦合，進(jìn)而進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化[1-3]。

1 整車模型建立及分析

1.1 整車模型建立

根據(jù)整車結(jié)構(gòu)建立整車模型，整車模型共分為內(nèi)飾車身、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、前懸架、后懸架及動力總成等5個部分，整車模型見圖1。

圖1 某型車整車模型

1.2 整車路噪分析

通過采集轉(zhuǎn)向節(jié)上的加速度信號，利用逆矩陣法得到輪心載荷[3-4]。將每個輪心載荷施加在整車模型上，計算出粗糙路面下的整車路噪結(jié)果[2]，后排乘客在55 Hz左右峰值非常明顯，不滿足要求，見圖2。

圖2 整車路噪計算結(jié)果

1.3 節(jié)點貢獻(xiàn)量分析

根據(jù)整車路噪分析結(jié)果，進(jìn)行貢獻(xiàn)量分析。圖3為貢獻(xiàn)量計算結(jié)果，可以看出背門與聲腔耦合區(qū)域為主要貢獻(xiàn)區(qū)域。

圖3 貢獻(xiàn)量計算結(jié)果

2 優(yōu)化分析

2.1 模態(tài)分析

結(jié)合整車路噪及診斷結(jié)果，分別對背門和聲腔進(jìn)行模態(tài)分析。分析結(jié)果顯示，背門局部模態(tài)頻率53 Hz與聲腔一階模態(tài)頻率52.5 Hz接近，易耦合產(chǎn)生共振[5]。模態(tài)頻率圖見圖4。

圖4 背門及聲腔模態(tài)結(jié)果

2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析

根據(jù)分析結(jié)果，對后背門結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，避開聲腔一階模態(tài)，優(yōu)化結(jié)果見表1。找到關(guān)鍵區(qū)域后，提出了不同的優(yōu)化方案，同時考慮到工藝及裝配[6-7]，方案如表1所示。

表1 后背門兩側(cè)局部模態(tài)優(yōu)化結(jié)果

3 實車方案驗證

根據(jù)優(yōu)化方案通過制作手工樣件進(jìn)行實車驗證，在粗糙路面行駛車內(nèi)后排噪聲55 Hz左右降低2～3 dB(A)，主觀駕評滿足性能要求。曲線1、2為基礎(chǔ)車的噪聲值，曲線3～5為優(yōu)化后的噪聲值，見圖5。

圖5 實車驗證對比圖

4 結(jié)論

通過建立某型車整車模型，對問題頻率進(jìn)行NVH分析及診斷，通過優(yōu)化兩側(cè)加強支架模態(tài)。經(jīng)實車路試驗證，優(yōu)化方案降低2～3 dB(A)，滿足性能要求，解決了實車轟鳴問題。此方法為解決同類問題提供了參考和借鑒。