基于仿真与实验结合的汽车阻尼片的布置方法技术

本发明专利技术公开了一种基于仿真与实验结合的汽车阻尼片的布置方法与系统，属于车辆技术领域，方法包括：对原型车建立白车身有限元模型、车内空腔有限元模型、阻尼片有限元模型，并将白车身有限元模型、阻尼片有限元模型和车内空腔有限元模型通过节点进行计算单元的连接，得到耦合有限元模型并进行验证；提供阻尼片的原始布置方案，并根据白车身有限元模型、耦合有限元模型确定可以实现阻尼片增加或减少的优化判据，根据优化判据对所述原始布置方案进行优化调整直至达到预设的优化目标，从而获得阻尼片的最终布置方案；将阻尼片的最终布置方案在原型车上进行实验验证。本发明专利技术实施例提供的方法，可以帮助使用者利用最少的阻尼片用量实现最佳的减振效果。

【技术实现步骤摘要】
基于仿真与实验结合的汽车阻尼片的布置方法
本专利技术属于车辆
，尤其涉及一种基于仿真与实验结合的汽车阻尼片的布置方法。
技术介绍
在汽车车身设计过程中，为了对局部钣金进行加强，往往会使用阻尼片材料，一般这种阻尼片是沥青基的，质量较大，经过加热后会紧紧固化在钣金上形成加强的效果，车身上用的最多的就是在车身地板处，一般用量都会达到15Kg左右。随着汽车轻量化的趋势和要求，如何用较少的阻尼片实现较好的加强效果，就成了一个难题，尤其是局部钣金加强与整车振动噪声密切相关，一味追求减少阻尼片用量有可能对整车振动噪声产生致命影响，所以如何能够在用量优化与减振效果之间平衡，一直困扰着汽车行业的设计者，目前行业没有有效的标准方法可供借鉴。以往的阻尼片布置方式要么就是大规模的使用阻尼片追求减振效果，要么就是拷贝上一代车型或者是竞争对手，对于阻尼片用量及减振平衡基本没有考量。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术提供一种基于仿真与实验结合的汽车阻尼片的布置方法，采用仿真分析与实验分析相结合的手段，让本专利技术的使用者可以简便的、标准化的用最少的阻尼片用量实现最佳的减振效果。本专利技术实施例提供的具体技术方案如下：第一方面，本专利技术提供一种基于仿真与实验结合的汽车阻尼片的布置方法，所述方法包括以下步骤：对原型车建立白车身有限元模型、车内空腔有限元模型、阻尼片有限元模型，并将所述白车身有限元模型、阻尼片有限元模型和车内空腔有限元模型通过节点进行计算单元的连接，得到耦合有限元模型并进行验证；提供阻尼片的原始布置方案，并根据所述白车身有限元模型、耦合有限元模型确定可以实现阻尼片增加或减少的优化判据，根据所述优化判据对所述原始布置方案进行优化调整直至达到预设的优化目标，从而获得阻尼片的最终布置方案；将所述阻尼片的最终布置方案在所述原型车上进行实验验证。在一些实施例中，所述所述根据所述白车身有限元模型、耦合有限元模型确定可以实现阻尼片增加或减少的优化判据，根据所述优化判据对所述原始布置方案进行优化调整直至达到预设的优化目标，从而获得阻尼片的最终布置方案包括：分别在有阻尼工况和无阻尼工况条件下，对所述耦合有限元模型、白车身有限元模型进行激励仿真，获取两种工况下的加速度频率响应函数；将所述加速度频率响应函数进行显示、对比，从而分别确定所述有阻尼工况下和无阻尼工况下的筛选标准；根据所述筛选标准确定相应的特征频率，根据所述特征频率获得模态振型、应变模态振型和位移模态振型的分布图，根据所述分布图识别高能区和低能区，从而进一步确定所述阻尼片的原始布置方案中阻尼片的增加或减少，直至调整到预设的优化目标，从而获得阻尼片的最终布置方案。在一些实施例中，所述对原型车建立白车身有限元模型、车内空腔有限元模型、阻尼片有限元模型包括：对所述原型车建立所述白车身有限元模型，对所述白车身有限元模型进行模态仿真，同时在实车上进行白车身模态实验，将所述模态仿真的仿真结果与所述白车身模态实验的实验结果进行对比，验证所述白车身有限元模型的正确性；对所述原型车建立车门有限元模型，将所述车门有限元模型与所述白车身有限元模型组合，构建所述车内空腔有限元模型；建立单片阻尼片的有限元模型并对所述阻尼片进行损耗因子实验，将所述损耗因子实验得到的参数输入至所述单片阻尼片的有限元模型中，构建物理化的阻尼片有限元模型。在一些实施例中，所述对所述原型车建立车门有限元模型，将所述车门有限元模型与所述白车身有限元模型组合，构建所述车内空腔有限元模型之前还包括：对所述白车身有限元模型进行修整。在一些实施例中，所述将所述白车身有限元模型、阻尼片有限元模型和车内空腔有限元模型通过节点进行计算单元的连接，得到耦合有限元模型并进行验证包括：对所述白车身有限元模型和所述车内空腔有限元模型分别进行模态仿真，将所述模态仿真的仿真结果结合所述阻尼片有限元模型，构建所述耦合有限元模型；对所述耦合有限元模型进行激励仿真，同时在实车上进行频响实验，将所述激励仿真的仿真结果与所述频响实验的实验结果进行对比，验证所述耦合有限元模型的正确性。在一些实施例中，所述将所述阻尼片的最终布置方案在所述原型车上进行实验验证包括：根据所述布置方案，将阻尼片敷设在所述原型车上，同时，对敷设有阻尼片的所述原型车分别进行白车身地板模态对比验证、地板隔声量对比验证和整车振动噪声对比验证，其中，对比验证的对象为对标车。第二方面，本专利技术提供了一种基于所述基于仿真与实验结合的汽车阻尼片的布置方法的布置系统，所述系统包括：建模模块，用于对原型车建立白车身有限元模型、车内空腔有限元模型、阻尼片有限元模型，并将所述白车身有限元模型、阻尼片有限元模型和车内空腔有限元模型通过节点进行计算单元的连接，得到耦合有限元模型并进行验证；阻尼片优化验证模块，用于提供阻尼片的原始布置方案，并根据所述白车身有限元模型、耦合有限元模型确定可以实现阻尼片增加或减少的优化判据，根据所述优化判据对所述原始布置方案进行优化调整直至达到预设的优化目标，从而获得阻尼片的最终布置方案；阻尼片验证模块，用于将所述阻尼片的最终布置方案在所述原型车上进行实验验证。在一些实施例中，所述阻尼片优化模块包括：仿真试验模块，用于分别在有阻尼工况和无阻尼工况条件下，对所述耦合有限元模型、白车身有限元模型进行激励仿真，获取两种工况下的加速度频率响应函数；判据确定模块，用于将所述加速度频率响应函数进行显示、对比，从而分别确定所述有阻尼工况下和无阻尼工况下的筛选标准；判断模块，用于根据所述筛选标准确定相应的特征频率，根据所述特征频率获得模态振型、应变模态振型和位移模态振型的分布图，根据所述分布图识别高能区和低能区，从而进一步确定所述阻尼片的原始布置方案中阻尼片的增加或减少，直至调整到预设的优化目标，从而获得阻尼片的最终布置方案。在一些实施例中，所述建模模块包括：白车身有限元模型建立与验证模块，用于对所述原型车建立所述白车身有限元模型，对所述白车身有限元模型进行模态仿真，同时在实车上进行白车身模态实验，将所述模态仿真的仿真结果与所述白车身模态实验的实验结果进行对比，验证所述白车身有限元模型的正确性；车内空腔有限元模型建立模块，用于对所述原型车建立车门有限元模型，将所述车门有限元模型与所述白车身有限元模型组合，构建所述车内空腔有限元模型；阻尼片有限元模型建立模块，用于建立单片阻尼片的有限元模型并对所述阻尼片进行损耗因子实验，将所述损耗因子实验得到的参数输入至所述单片阻尼片的有限元模型中，构建物理化的阻尼片有限元模型。在一些实施例中，所述建模模块还包括：耦合有限元模型建立与验证模块，用于对所述白车身有限元模型和所述车内空腔有限元模型分别进行模态仿真，将所述模态仿真的仿真结果结合所述阻尼片有限元模型，构建所述耦合有限元模型；并对所述耦合有限元模型进行激励仿真，同时在实车上进行频响实验，将所述激励仿真的仿真结果与所述频响实验的实验结果进行对比，验证所述耦合有限元模型的正确性。本专利技术实施例具有如下有益效果：1、本专利技术能够极大的节约成本，传统的方法至少需要3-4轮优化验证，这就意味着需要4台左右的白车身和整车资源，本专利技术只需要1台白车身和整车即可；2、本专利技术极大的缩短了周期，传统方法形成最终布置方案至少需要3个月左本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于仿真与实验结合的汽车阻尼片的布置方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：对原型车建立白车身有限元模型、车内空腔有限元模型、阻尼片有限元模型，并将所述白车身有限元模型、阻尼片有限元模型和车内空腔有限元模型通过节点进行计算单元的连接，得到耦合有限元模型并进行验证；提供阻尼片的原始布置方案，并根据所述白车身有限元模型、耦合有限元模型确定可以实现阻尼片增加或减少的优化判据，根据所述优化判据对所述原始布置方案进行优化调整直至达到预设的优化目标，从而获得阻尼片的最终布置方案；将所述阻尼片的最终布置方案在所述原型车上进行实验验证。

【技术特征摘要】
1.基于仿真与实验结合的汽车阻尼片的布置方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：对原型车建立白车身有限元模型、车内空腔有限元模型、阻尼片有限元模型，并将所述白车身有限元模型、阻尼片有限元模型和车内空腔有限元模型通过节点进行计算单元的连接，得到耦合有限元模型并进行验证；提供阻尼片的原始布置方案，并根据所述白车身有限元模型、耦合有限元模型确定可以实现阻尼片增加或减少的优化判据，根据所述优化判据对所述原始布置方案进行优化调整直至达到预设的优化目标，从而获得阻尼片的最终布置方案；将所述阻尼片的最终布置方案在所述原型车上进行实验验证。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述白车身有限元模型、耦合有限元模型确定可以实现阻尼片增加或减少的优化判据，根据所述优化判据对所述原始布置方案进行优化调整直至达到预设的优化目标，从而获得阻尼片的最终布置方案包括：分别在有阻尼工况和无阻尼工况条件下，对所述耦合有限元模型、白车身有限元模型进行激励仿真，获取两种工况下的加速度频率响应函数；将所有所述加速度频率响应函数进行显示、对比，从而分别确定所述有阻尼工况下和无阻尼工况下的筛选标准；根据所述筛选标准确定相应的特征频率，根据所述特征频率获得模态振型、应变模态振型和位移模态振型的分布图，根据所述分布图识别高能区和低能区，从而进一步确定所述阻尼片的原始布置方案中阻尼片的增加或减少，直至调整到预设的优化目标，从而获得阻尼片的最终布置方案。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对原型车建立白车身有限元模型、车内空腔有限元模型、阻尼片有限元模型包括：对所述原型车建立所述白车身有限元模型，对所述白车身有限元模型进行模态仿真，同时在实车上进行白车身模态实验，将所述模态仿真的仿真结果与所述白车身模态实验的实验结果进行对比，验证所述白车身有限元模型的正确性；对所述原型车建立车门有限元模型，将所述车门有限元模型与所述白车身有限元模型组合，构建所述车内空腔有限元模型；建立单片阻尼片的有限元模型并对所述阻尼片进行损耗因子实验，将所述损耗因子实验得到的参数输入至所述单片阻尼片的有限元模型中，构建物理化的阻尼片有限元模型。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述原型车建立车门有限元模型，将所述车门有限元模型与所述白车身有限元模型组合，构建所述车内空腔有限元模型之前还包括：对所述白车身有限元模型进行修整。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述白车身有限元模型、阻尼片有限元模型和车内空腔有限元模型通过节点进行计算单元的连接，得到耦合有限元模型并进行验证包括：对所述白车身有限元模型和所述车内空腔有限元模型分别进行模态仿真，将所述模态仿真的仿真结果结合所述阻尼片有限元模型，构建所述耦合有限元模型；对所述耦合有限元模型进行激励仿真，同时在实车上进行频响实验，将所述激励仿真的仿真结果与所述频响实验的实验结果进行对比，验证所述耦合有限元模型的正确性。6.根据权利要求1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋海生，杨娜，滕晓东，
申请(专利权)人：一汽大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22