一、成果简介
本成果可用于白车身及整备车身NVH性能控制,提供了一种新的方法流程,适应新能源汽车快速开发节奏。
白车身NVH性能是整备车身NVH性能的基础,控制白车身的NVH性能可以提前介入设计环节,并且降低结构优化的复杂程度。目前的现状是新能源汽车企业不具备传统车企的人力和计算资源,沿用传统车企的相关技术是不合适的,需要新的计算方法降低计算资源需求。
本研究是企业在这方面的研究成果。
研究内容为针对结构传播噪声,提出以钣金结构的振动速度均方根值为评价指标,根据互易性定理以恒定功率的声源为逆向计算车身振动,符合噪声的传递过程和物理意义,能够比较全面的反映出结构NVH性能,利于衡量不同车身设计方案的效果。
主要用于车身及总成的结构设计验证,以比较少的计算资源控制车身NVH性能。
二、成果创新点及解决的难点问题
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1、解决的难点问题
1)控制指标问题:白车身NVH性能控制一直缺乏合适的指标,常用结构模态评价,不能完整反映结构的NVH性能。
2)资源及效率问题:新能源汽车研发节奏比传统车企要快,但是计算资源却相对薄弱。导致直接沿用传统车企的做法不能适应快速的研发节奏。
2、成果创新点
研究内容针对结构传播噪声,以钣金结构振动速度为评价指标,与传统计算技术的区别有以下方面:
采用互易性定理用恒定声源激励整个车身,对车身振动的结果处理获取噪声传递函数和钣金件振动速度、主要贡献位置和模态等信息。得到的车身振动经过声腔模态的滤波,已经考虑了声腔的耦合作用;而传统方法则是正向计算,且不考虑结构声耦合作用,要分别计算多项内容才获取同样的信息。本方法的计算时间和资源需求都显著降低。
使用过程的主要数学物理内容如下。
首先,根据互易性定理,在人耳处施加声源得到各处振动:
1)计算出钣金件振动,以ODS表示:
2)然后对节点处振动作处理得到各钣金件的均方振动:
3)声源激励的位置较少,结果处理简单,便于对比评价。而传统做法的曲线多达数百条,给分析处理带来困难。
白车身及其总成设计阶段应用该流程,可以快速判断设计效果并加以优化。
新能源汽车车身相比燃油车,主要是地板设计不同,而车身框架结构则变化不大,本方法正适用钣金件的性能评估。
三、国际水平对比
与ERP为指标对白车身结构加以评价的分析策略对比,优势如下:
第一,载荷问题。
用车身安装点单位力加载,则结果繁琐难以分析;用实际载荷,则需要整备车身,白车身阶段不能应用,失去了ERP计算的意义;
第二,ERP避免了白车身阶段的声腔问题,但是同样不能考虑声腔耦合,识别的问题部位不够精确。
ERP包含钣金件面积因素,不同设计方案的钣金面积不同,不利于结果横向对比。
四、成果应用情况
已用于山东国金汽车制造有限公司两款车型开发。
五、社会及经济效益分析
减少了人员及计算资源需求,支持快速验证。