一种基于虚拟轮心力的路噪混合预测及优化方法技术

本发明专利技术涉及一种基于虚拟轮心力的路噪混合预测及优化方法，包括以下步骤：S1、虚拟轮心力识别；S2、建立底盘悬架系统有限元模型；S3、内饰车身声振传递函数采集；S4、整车路噪仿真试验混合模型创建；S5、车内噪声预测及实车试验验证；S6、优化设计。本发明专利技术能够提高路噪结构声的预测精度和仿真效率，实现底盘悬架系统的优化设计。优化设计。优化设计。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟轮心力的路噪混合预测及优化方法


[0001]本专利技术涉及汽车NVH性能领域，具体涉及一种基于虚拟轮心力的路噪混合预测及优化方法。

技术介绍

[0002]随着新能源车的快速发展，传统发动机噪声明显降低，动力传动噪声的掩蔽效应减弱，使得路噪更为凸显。根据声音传播介质，路噪可分为结构路径传递声和空气路径传递声。路噪常引起抱怨的“敲鼓声”、“轮胎空腔声”等多集中在20～300Hz的频率范围内，主要表现为结构路径传递，是汽车NVH开发的重难点之一。
[0003]近年来，为实现路噪的前期预测，提升NVH开发效率，CAE(Computer Aided Engineering)仿真预测方法应用越来越广泛,主要包括有限元法，边界元法和统计能量法。有限元法和边界元法主要适用于中低频，统计能量法适用于中高频。
[0004]对于中低频路噪结构声，有限元仿真预测方法应用较为广泛，申请号为CN201911017187.5的中国专利申请所公开的基于制动抖动和路噪性能的悬架系统多学科优化设计方法中，建立包含模态轮胎系统、底盘系统、动力系统、内饰车身系统的整车有限元仿真模型，并将采集到的路面谱PSD(power spectral density)数据转化为轮胎位移激励施加于整车模型，开展路噪性能仿真分析。
[0005]整车有限元法可实现20～200Hz频段的路噪预测，其轮胎、悬架及车身系统均为有限元模型，该方法可实现轮胎、悬架及车身系统的优化设计方案前置，提升实车研发效率，但未能较好地覆盖轮胎空腔声频段，且轮胎系统非线性强、车身系统建模复杂，会降低路噪结构声的预测精度和仿真效率。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提出一种基于虚拟轮心力的路噪混合预测及优化方法，以提高路噪结构声的预测精度和仿真效率，实现底盘悬架系统的优化设计。
[0007]本专利技术所述的一种基于虚拟轮心力的路噪混合预测及优化方法，包括以下步骤：
[0008]S1、虚拟轮心力识别，获取转向节的振动加速度以及车轮激励点至转向节的传递函数后，采用逆矩阵法求解获得各车轮的车轮激励点力，各车轮的车轮激励点力经过坐标变换求得各车轮的虚拟轮心力；
[0009]S2、建立底盘悬架系统有限元模型；
[0010]S3、内饰车身声振传递函数采集，采集底盘与车身的各接附点到车内乘员舱座椅右耳处的声振传递函数；
[0011]S4、整车路噪仿真试验混合模型创建，依据S1中求得的各车轮的虚拟轮心力、S2中建立的底盘悬架系统有限元模型以及S3中采集的内饰车身声振传递函数搭建整车路噪仿真试验混合模型；
[0012]S5、车内噪声预测及实车试验验证，将S1中识别的各车轮的虚拟轮心力加载至S4
中建立的整车路噪仿真试验混合模型中，得到路噪仿真结果，对比路噪仿真结果和路噪实测值，判断路噪仿真结果是否满足精度要求，若路噪仿真结果满足精度要求，则执行S6,否则返回S1；
[0013]S6、优化设计，将S5中得到的路噪仿真结果与路噪控制目标进行对比，识别需要进行优化的问题频率，针对问题频率制定优化方案。
[0014]作为一种改进，所述S2中，底盘悬架系统有限元模型包括前悬架系统有限元模型、后悬架系统有限元模型、副车架总成有限元模型以及动力总成有限元模型。
[0015]作为一种改进，在所述S2中，由实测的减振器振动特性传递函数替代减振器有限元模型。
[0016]作为一种改进，所述S3具体为：内饰车身声振传递函数采集，底盘与车身的各接附点按设计扭力值安装后，模拟“自由
‑
自由”边界条件，将内饰车身用柔软的橡胶绳悬挂于吊架水平位置，用力锤分别激励底盘与车身的各接附点的X向、Y向和Z向，采集底盘与车身的各接附点到车内乘员舱座椅右耳处的声振传递函数。
[0017]作为一种改进，所述S6包括：
[0018]S61、问题频率识别，将S5中得到的路噪仿真结果与路噪控制目标进行对比，识别需要进行优化的问题频率；
[0019]S62、问题频率诊断，针对S61中识别的问题频率，开展传递路径贡献量分析、模态贡献量分析和灵敏度分析，识别引发该问题频率对应的路噪问题的激励源、传递路径贡献量、关键模态贡献量、关键部件和高敏感参数；
[0020]S63、根据问题频率诊断制定优化方案。
[0021]作为一种改进，所述S62包括：
[0022]S621、问题频率诊断，针对S61中识别的问题频率，开展传递路径贡献量分析、模态贡献量分析和灵敏度分析，识别引发该问题频率对应的路噪问题的激励源、传递路径贡献量、关键模态贡献量、关键部件和高敏感参数；
[0023]S622、在计算机的计算机程序中执行S621，并将路噪控制目标线、激励源频率分布表及整车模态分布表作为比对数据库存储在计算机中供计算机程序调用，在计算机程序中输入待优化的问题频率，计算机程序运行后输出对应问题频率的激励源、传递路径贡献量、关键模态贡献量、关键部件和高敏感参数。
[0024]作为一种改进，所述S63包括：
[0025]S631、根据问题频率诊断制定多个优化方案；
[0026]S633、结合多个优化方案对成本、重量、工程实施难易程度以及车辆性能的影响，制定针对不同性能定位制定不同的优化方案组合；
[0027]S634、当优化方案组合达成车辆性能目标，则结束优化流程，否则返回S61。
[0028]本专利技术提出了一种基于虚拟轮心力的路噪混合预测及优化方法，主要包括虚拟轮心力识别、仿真试验路噪混合模型搭建、基于仿真试验路噪混合模型的路噪优化，为车内路噪结构声预测及底盘悬架系统的优化设计提供依据。某车型实车道路的试验结果，表明了在20～300Hz频段内，基于虚拟轮心力的路噪混合预测方法的准确性。进一步可运用仿真试验路噪混合模型开展路噪性能分析及悬架系统优化设计。在项目开发前期，运用该方法，可形成针对不同性能定位，综合考虑成本、重量等因素的优化方案包，供项目组选择。根据优
化方案，指导产品正向开发设计，减少后期问题整改，缩短开发周期。在项目开发后期，可快速识别问题，有针对性的整改，减少试验次数，降低试验成本，提高工作效率。
附图说明
[0029]图1为具体实施方式中所述的路噪结构声传递路径示意图；
[0030]图2为具体实施方式中所述的整车路噪仿真试验混合模型示意图；
[0031]图3为具体实施方式中所述的基于虚拟轮心力的路噪混合预测及优化方法流程图；
[0032]图4为具体实施方式中所述的转向节上的振动加速度传感器布置位置示意图；
[0033]图5为具体实施方式中所述的左前轮X向轮心力示意图；
[0034]图6为具体实施方式中所述的后悬纵臂与车身接附点X向到车内驾驶员耳侧的声振传递函数；
[0035]图7为具体实施方式中所述的后悬纵臂与车身接附点X向的激励力的示意图；
[0036]图8为具体实施方式中所述的某路面匀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟轮心力的路噪混合预测及优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、虚拟轮心力识别，获取转向节的振动加速度以及车轮激励点至转向节的传递函数后，采用逆矩阵法求解获得各车轮的车轮激励点力，各车轮的车轮激励点力经过坐标变换求得各车轮的虚拟轮心力；S2、建立底盘悬架系统有限元模型；S3、内饰车身声振传递函数采集，采集底盘与车身的各接附点到车内乘员舱座椅右耳处的声振传递函数；S4、整车路噪仿真试验混合模型创建，依据S1中求得的各车轮的虚拟轮心力、S2中建立的底盘悬架系统有限元模型以及S3中采集的内饰车身声振传递函数搭建整车路噪仿真试验混合模型；S5、车内噪声预测及实车试验验证，将S1中识别的各车轮的虚拟轮心力加载至S4中建立的整车路噪仿真试验混合模型中，得到路噪仿真结果，对比路噪仿真结果和路噪实测值，判断路噪仿真结果是否满足精度要求，若路噪仿真结果满足精度要求，则执行S6,否则返回S1；S6、优化设计，将S5中得到的路噪仿真结果与路噪控制目标进行对比，识别需要进行优化的问题频率，针对问题频率制定优化方案。2.根据权利要求1所述的基于虚拟轮心力的路噪混合预测及优化方法，其特征在于，所述S2中，底盘悬架系统有限元模型包括前悬架系统有限元模型、后悬架系统有限元模型、副车架总成有限元模型以及动力总成有限元模型。3.根据权利要求1或2所述的基于虚拟轮心力的路噪混合预测及优化方法，其特征在于，在所述S2中，由实测的减振器振动特性传递函数替代减振器有限元模型。4.根据权利要求1所述的基于虚拟轮心力的路噪混合预测及优化方法，其特征在于，所述S3具体为：内饰车身声振传递函数采集，底盘与车身的各接附点按设计扭力值安装后，模拟“自由
‑
自由”边界条件，将内饰车身用柔...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾小利，杨亮，贾文宇，李兴泉，余雄鹰，张健，
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：