基于全频段的空气声和结构声分析的汽车阻尼片优化方法技术

本发明专利技术涉及一种基于全频段的空气声和结构声分析的汽车阻尼片优化方法，其步骤是将汽车关键部件钣金件划分为N块面积均等的划分区域，对该钣金件有限元模型进行隔声计算，统计获得各区域的振动能量积分总值，处理得到N块划分区域的单位振动能量，按振动能量大小排序；然后，从振动能量最大的划分区域开始敷设阻尼片，计算关键部件钣金件有限元模型的隔声性能、整车BIB模型的加速噪声性能；顺序增加振动能量排序靠前的划分区域并敷设阻尼片，分别计算关键部件钣金件隔声和整车加速噪声性能。本发明专利技术阻尼片敷设过程可量化且位置较为精准，可在低中高频段考虑阻尼片对汽车NVH性能的影响，并同时考虑阻尼片对加速噪声和隔声性能的影响。影响。影响。

【技术实现步骤摘要】
基于全频段的空气声和结构声分析的汽车阻尼片优化方法


[0001]本专利技术涉及振动控制工程与声学工程领域，尤其涉及一种基于全频段的空气声和结构声分析的汽车阻尼片优化方法。

技术介绍

[0002]阻尼片在汽车行业使用广泛，其通常由一些柔性材料制作而成，如合成橡胶、橡胶、软木、高密度泡沫和层压材料，一般是被贴装在板件上，用以减小车身板件的振动。基于此，阻尼片能够改善金属薄板的隔声效果，优化这些布放位置不仅能够增强隔声效果，还能契合成本控制、轻量化的发展需求。
[0003]本领域技术人员以往尝试对覆盖阻尼片的结构板件进行数值模拟，对于复杂的阻尼机理可用合适的材料模型来处理，使用实体或者实体壳单元用来定义三明治材料结构；由于材料特性随频率变化且阻尼分布不均匀，在模态空间进行建模非常困难，而直接频响分析有时更适合。
[0004]基于以上分析，技术人员目前正尝试开发精细有限元模型和能量后处理方法，使建立更精简的能量模型描述结构部件的动力学响应成为可能，这种方法基于现有的白车身结构模态，模型中的各结构部件自动划分成很多单元片，并且在每个单元片上进行分布矩阵组装，这种矩阵能够带来计算量的减少和数值计算效率的提高，使能量后处理方法集成到优化工作流程当中成为可能。
[0005]本专利技术技术方案设计人员结合以上分析以及现有的针对汽车阻尼片布局的常见技术手段现状进行总结可知，目前在实际车型阻尼片布局方案中主要采用以下几种方法：
[0006]其一，工程经验及测试；
[0007]其二，模态应变能计算与评估；
[0008]其三，传函计算与评估；
[0009]其四，基于统计能量法隔声计算与评估；
[0010]然而，这些方法在实施应用之后各自均暴露出不可忽视的缺陷，例如：上述第一种方法会更多依赖工程师个人的工程经验及其主观判断，一旦出现失误或判断错误，仅依靠个人主观的方式，很难在短时间内及时调整到位，实施效率较低且需要样机才可执行；上述第二种方法则由于高频模态密集难以分辨模态特性，主要适合低频，同时只能从定性上做些分析，无法从定量上分析阻尼片的影响；上述第三种方法虽然可以从定量上分析阻尼片对NVH(振动噪声舒适性，下同)的影响，但只适合分析低频段，也不能考虑空气声的影响；上述第四种方法虽然也可以从定量上分析阻尼片对NVH的影响，但由于统计能量法理论本身的局限性，只适合分析高频段的声学问题，无法分析低频段的阻尼片隔声性能影响，也不能考虑结构声的影响。
[0011]为克服以上问题，本专利技术将对汽车关键部件隔声性能和整车加速噪声作为评估目标(即分别考察空气声和结构声)，基于有限元计算方法，进行阻尼片分析与优化分析，针对汽车关键部件进行隔声分析，可在中高频段考虑阻尼片对隔声性能的影响；同时，针对白车
身BIB有限元模型(白车身带开闭件有限元模型)进行加速噪声分析，可在低频段精确考虑阻尼片对加速噪声的影响，经过实践可知，该方法具有精度高、可量化、能够考虑结构声和空气声、且能够兼顾低中高频段影响等优点。
[0012]综上分析，本专利技术正是在现有公知技术的基础上，通过实际应用进行经验总结，提出一种基于全频段的空气声和结构声分析的汽车阻尼片优化方法，其既可通过同时考察加速噪声及隔声两个评估指标来实现阻尼抑制结构声和空气声的作用效果，又可同时在中低频段和高频段评估阻尼片对整车NVH性能的作用效果，显然，采用该方法解决上述问题甚为全面，优化方案较可靠，效果较为明显，有利于可降低车内的加速噪声。因而，所提出的技术方案能够缓解、部分解决或完全解决现有技术存在的问题。

技术实现思路

[0013]为克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题，本专利技术提供一种基于全频段的空气声和结构声分析的汽车阻尼片优化方法，该方法将汽车关键部件钣金件划分为若干均等区域并统计各划分区域的振动能量，以振动能量较大的划分区域作为敷设阻尼的依据，使得阻尼片敷设过程可量化且位置较为精准，综合而言，其采用整车加速噪声和关键部件隔声作为评估目标的新的计算方法和思路，首先可考虑阻尼片对结构声(加速噪声)和空气声(隔声性能)的影响，还可通过同时考察加速噪声及隔声两个评估指标来实现阻尼抑制结构声和空气声的作用效果。
[0014]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0015]一种基于全频段的空气声和结构声分析的汽车阻尼片优化方法，其以汽车关键部件隔声性能和整车加速噪声作为评估目标，包括以下步骤：
[0016]I、首先，将汽车关键部件钣金件分别划分为N块面积均等的划分区域；
[0017]II、对该钣金件有限元模型进行隔声计算；
[0018]III、统计获得各个划分区域的振动能量积分总值；
[0019]IV、通过数据处理得到N块划分区域的单位振动能量，并且对N块划分区域按照单位振动能量大小进行排序；
[0020]V、排序之后，从振动能量最大的划分区域开始敷设阻尼片，计算关键部件钣金件有限元模型的隔声性能，其中，分析频段可扩展到2000Hz以上，主要考虑阻尼对空气声的隔绝作用；
[0021]VI、计算整车BIB模型的加速噪声性能，主要考虑阻尼对结构声的抑制作用；
[0022]VII、按照振动能量排序原则，顺序增加振动能量排序靠前的划分区域并敷设阻尼片，分别计算关键部件钣金件隔声和整车加速噪声性能；
[0023]VIII、循坏迭代上述计算过程，直到部件隔声量和整车加速噪声满足目标值时，计算结束和完成阻尼片位置布局优化分析工作。
[0024]其中的不同划分区域的振动能量，采用经隔声计算获得。
[0025]针对以上技术方案，技术人员还可在具体实施时根据不同设计需求利用一些技术手段作出不同的改进，形成在同一构思基础上的技术方案，具体技术手段包括如下：
[0026]在汽车关键部件包括前围板和地板的前提下，将部件级隔声及整车加速噪声作为评估目标，阻尼片敷设位置作为变量；
[0027]然后，建立前围板和地板的部件级隔声计算模型，采用扩散声场模拟空气声的激励，计算得到汽车地板和前围板3000Hz以内的隔声曲线；
[0028]其中，前围板和地板按照面积均等原则划分区域。
[0029]对于包括前围板和地板的汽车关键部件，从振动能量最大划分区域开始敷设阻尼片，分别计算前围板、地板的隔声和整车BIB模型的加速噪声，并判断隔声量和加速噪声是否满足目标要求。
[0030]对于以上所实施的技术方案，技术人员还可进行适应性的设计，包括：
[0031]本专利技术采用整车加速噪声和关键部件隔声作为评估目标的计算方法和思路，同时在低中高频段考虑阻尼片对汽车NVH性能的影响。
[0032]本专利技术关于各划分区域的振动能量，以振动能量较大的划分区域作为敷设阻尼的依据，使得阻尼片敷设过程可量化且位置精准。
[0033]其中，扩散声场包括混响室声场。
[0034]对于应用该优化方法进行优化后加速噪声性能，在2000
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于全频段的空气声和结构声分析的汽车阻尼片优化方法，其以汽车关键部件隔声性能和整车加速噪声作为评估目标，其特征在于，包括以下步骤：I、首先，将汽车关键部件钣金件分别划分为N块面积均等的划分区域；II、对该钣金件有限元模型进行隔声计算；III、统计获得各个划分区域的振动能量积分总值；IV、通过数据处理得到N块划分区域的单位振动能量，并且对N块划分区域按照单位振动能量大小进行排序；V、排序之后，从振动能量最大的划分区域开始敷设阻尼片，计算关键部件钣金件有限元模型的隔声性能，其中，分析频段可扩展到2000Hz以上，主要考虑阻尼对空气声的隔绝作用；VI、计算整车BIB模型的加速噪声性能，主要考虑阻尼对结构声的抑制作用；VII、按照振动能量排序原则，顺序增加振动能量排序靠前的划分区域并敷设阻尼片，分别计算关键部件钣金件隔声和整车加速噪声性能；VIII、循坏迭代上述计算过程，直到部件隔声量和整车加速噪声满足目标值时，计算结束和完成阻尼片位置布局优化分析工作。2.根据权利要求1所述的基于全频段的空气声和结构声分析的汽车阻尼片优化方法，其特征在于：所述汽车关键部件包括前围板和地板，将部件级隔声及整车加速噪声作为评估目标，阻尼片敷设位置作为变量。3.根据权利要求2所述的基于全频段的空气声和结构声分析的汽车阻尼片优化方法，其特征在于：建立前围板和地板的部件级隔声计算模型，采用扩散声场模拟空气声的激励，计算得到汽车地板和前围板3000Hz以内的隔声曲线。4.根据权利要求1所述的基于全频段的空气声和结构声分析的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗德洋，严香，廖毅，曾庆懿，顾晓卓，
申请(专利权)人：上汽通用五菱汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：