一种汽车声学包装仿真优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车声学包装仿真优化设计方法，步骤包括：在VA One环境中生成整车SEA模型，在VA One环境中对整车SEA模型进行求解得到输出模型；将输出模型关联到Optimus环境下；在Optimus中选取待优化的输入变量和输出变量；计算输入变量与输出变量之间的相关系数；按照相关系数大小，选取对输出变量影响较大的输入变量进行优化设计，对选取的输入变量及对应的输出变量的数据进行拟合，得到代理模型；若代理模型精度大于预设精度阈值a%，则基于代理模型进行优化分析。该方法大大增加了VA One优化参数和优化目标的可选范围，且在Optimus环境中可视化更好，操作简单，易于修改，适用性广，提高了优化设计的效率，缩短了研发周期。发周期。发周期。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车声学包装仿真优化设计方法


[0001]本专利技术涉及汽车NVH
，尤其涉及一种汽车声学包装仿真优化设计方法。

技术介绍

[0002]汽车声学包装指汽车车身上的起声学作用软内饰如地毯、顶棚等和其它隔音垫、吸音棉等零件的统称，用于控制汽车高频噪声，高频声学仿真多采用统计能量分析法(英文缩写：SEA)。SEA仿真计算软件VAOne是一款全频段噪声仿真分析计算软件，被广泛地应用于汽车、航空航天等领域的仿真尤其是高频仿真分析，用以解决高频振动噪声的问题。目前VAOne的GUI优化模块中提供给用户可优化设计变量仅包含了材料密度、流阻、NCT厚度和MNCT覆盖率等，优化目标也只有重量、声压级等，而无法对材料孔隙率、特征长度、杨氏模量、质量层面密度、泄漏等更多的参数进行优化，参数的变量类型仅为数值型，参数之间建立变量依赖关系操作复杂，优化目标值单一，无法将工程中常用的语音清晰度(AI)、总价格等设置为优化目标值，使得VAOne原有的优化程序适用范围太窄。虽然VAOne又为用户提供了Script脚本功能在一定程度上缓和了上述问题，但使用Script一方面非常不直观，一方面又需要用户对VAOne底层函数和算法非常熟练，因此限制了VAOne在优化设计中的功能。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种汽车声学包装仿真优化设计方法，大大增加VAOne优化参数和优化目标的可选范围，且在Optimus环境中可视化更好，操作简单，易于修改，适用性广，能提高优化设计的效率，缩短研发周期。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种汽车声学包装仿真优化设计方法，步骤包括：
[0005](S1)在VAOne环境中生成用于仿真优化的xml格式的整车SEA模型，设置整车SEA模型的求解频率和待优化的参数变量的名称，其中，参数变量包括输入变量和输出变量，所有需要优化的参数变量都应从所述整车SEA模型中选取；
[0006](S2)在VAOne环境中对所述整车SEA模型进行求解，得到输出模型；
[0007](S3)将输出模型关联到Optimus环境下；
[0008](S4)在Optimus中选取待优化的输入变量和输出变量；
[0009](S5)选择试验方法计算输入变量与输出变量之间的相关系数，以确定输入变量对输出变量的影响程度；
[0010](S6)按照相关系数大小，选取对输出变量影响较大的输入变量进行优化设计，对选取的输入变量及对应的输出变量的数据进行拟合，得到代理模型，其中，对输出变量影响较大的输入变量的相关系数绝对值需大于第一预设值；
[0011](S7)判断代理模型精度是否大于预设精度阈值a％，若是，转至执行步骤(S8)；否则，增加各输入变量和输出变量的样本量，并转至执行步骤(S5)；
[0012](S8)确定各个输入变量的优化范围，并结合性能要求确定出各个输出变量的优化范围，基于该代理模型采用自适应进化算法对输入变量进行优化，求得满足性能要求的最
优设计参数组合。
[0013]进一步，所述整车SEA模型通过模态相似原则将整车划分为k个子系统，通过能量守恒定律建立整车系统平衡方程如下：
[0014][0015]其中，ω是分析圆频率；η
i
是子系统i的内损耗因子；E
i
是系统子系统i的能量；η
ij
和η
ji
是耦合损耗因子，代表能量从子系统i(j)传向子系统j(i)，N
i
是子系统i的模态数，Πin,i是子系统i的输入功率。
[0016]进一步，在步骤(S5)中，所述试验方法为拉丁方。
[0017]进一步，相关系数corr(X,Y)计算公式如下：
[0018][0019]其中，E(X)是随机变量X的期望，E(Y)是随机变量Y的期望，σ
X
是随机变量X的标准差，σ
Y
是随机变量Y的标准差，随机变量X即为输入变量，随机变量Y即为输出变量。
[0020]进一步，在步骤(S6)中，所述拟合方法采用多项式响应面法。
[0021]进一步，在步骤(S6)中，所述代理模型F(x)为：
[0022][0023]其中，响应面可以是1阶，2阶，3阶或4阶,不考虑3阶与4阶变量之间的交互作用，x
i
为n维自变量x的第i个分量，x
j
为n维自变量x的第j个分量，a0、b
i
、c
ii
、c
ij
、d
ii
、e
ii
为系数，自变量x即为输入变量。
[0024]进一步，在步骤(S3)中，所述将输出模型关联到Optimus环境下，具体转换方式为：
[0025]VAOne求解命令使用
‑
SolveLoadCases/
‑
Solve配合
‑
Export分别完成其在Optimus中的求解和输出；
[0026]选择File格式模块作为Optimus的输入文件接口类型，关联xml格式输入文件；
[0027]选择hdf格式模块作为Optimus的输出文件接口类型，关联hdf格式输出文件；
[0028]在Optimus中使用批处理程序Solve.exe调用VAOne进行计算。
[0029]进一步，所述预设精度阈值a％的取值范围为90％～100％。
[0030]进一步，在步骤(S4)中，选取的待优化的输入变量包括轮罩吸音棉覆盖率、C立柱下吸音棉覆盖率、行李箱地毯厚度、主地毯软层厚度和顶棚吸音棉覆盖率；
[0031]选取的待优化的输出变量包括后排副驾侧人耳总声压级、后排副驾侧人耳和价格。
[0032]进一步，所述求解频率为200—8000Hz的1/3倍频程。
[0033]本专利技术与现有技术相比较具有以下优点：
[0034]本专利技术的汽车声学包装仿真优化设计方法，在Optimus环境中进行VAOne优化设
计，大大增加了VAOne优化参数和优化目标的可选范围，且在Optimus环境中可视化更好，操作简单，易于修改，适用性广，能够提高优化设计的效率，缩短研发周期。
附图说明
[0035]图1为本专利技术汽车声学包装仿真优化设计方法的流程图；
[0036]图2为本专利技术VAOne优化设计在Optimus中的求解流程框图；
[0037]图3为本专利技术的研究对象
‑
某车型整车声学包装零件示意图。
具体实施方式
[0038]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。
[0039]Optimus是一款过程集成和优化设计软件，集成CAD/CAE仿真工具，实现仿真流程自动化，包括实验设计、单目标/多目标、鲁棒性/可靠性设计等模块，是一款多学科仿真设计辅助工具。
[0040]参见图1至图3所示，本实施例公开了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车声学包装仿真优化设计方法，其特征在于，步骤包括：(S1)在VA One环境中生成用于仿真优化的xml格式的整车SEA模型，设置整车SEA模型的求解频率和待优化的参数变量的名称，其中，参数变量包括输入变量和输出变量，所有需要优化的参数变量都应从所述整车SEA模型中选取；(S2)在VA One环境中对所述整车SEA模型进行求解，得到输出模型；(S3)将输出模型关联到Optimus环境下；(S4)在Optimus中选取待优化的输入变量和输出变量；(S5)选择试验方法计算输入变量与输出变量之间的相关系数，以确定输入变量对输出变量的影响程度；(S6)按照相关系数大小，选取对输出变量影响较大的输入变量进行优化设计，对选取的输入变量及对应的输出变量的数据进行拟合，得到代理模型，其中，对输出变量影响较大的输入变量的相关系数绝对值需大于第一预设值；(S7)判断代理模型精度是否大于预设精度阈值a％，若是，转至执行步骤(S8)；否则，增加各输入变量和输出变量的样本量，并转至执行步骤(S5)；(S8)确定各个输入变量的优化范围，并结合性能要求确定出各个输出变量的优化范围，基于该代理模型采用自适应进化算法对输入变量进行优化，求得满足性能要求的最优设计参数组合。2.根据权利要求1所述的汽车声学包装仿真优化设计方法，其特征在于，所述整车SEA模型通过模态相似原则将整车划分为k个子系统，通过能量守恒定律建立整车系统平衡方程如下：其中，ω是分析圆频率；η
i
是子系统i的内损耗因子；E
i
是系统子系统i的能量；η
ij
和η
ji
是耦合损耗因子，代表能量从子系统i(j)传向子系统j(i)，N
i
是子系统i的模态数，Πin,i是子系统i的输入功率。3.根据权利要求1或2所述的汽车声学包装仿真优化设计方法，其特征在于，在步骤(S5)中，所述试验方法为拉丁方。4.根据权利要求3所述的汽车声学包装仿真优化设计方法，其特征在于，相关系数corr(X,Y)计算公式如下：其中，E(X)是随机变量X的期望，E(Y)是随机变量Y的期望，σ
X
是随机变量X的标准差，σ

【专利技术属性】
技术研发人员：黄义，刘林，李丁，张松波，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：