杭州锐达数字技术有限公司
查看: 145|回复: 0

[Hyperworks] HyperGraph案例:路面噪声传递路径分析与优化

[复制链接]
发表于 2018-3-5 15:56 | 显示全部楼层 |阅读模式

马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转社区。

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?我要加入

x
  摘要
  本文介绍了传递路径分析在路面噪声优化中的应用。借助 HyperGraph 的 NVH 分析模块, 在纯仿真的环境下应用传递路径分析,在开发更早阶段找到问题根本原因。从本文的优化结果来看, 基于纯仿真的传递路径分析周期短,优化效果好。

  1 、介绍
  路面噪声是车辆 NVH 性能开发过程中控制的一个重要指标。它作为车内主要声源影响乘员舒适性。按照传递路径不同,路噪可分为结构传递声与空气传递声。本文介绍传递路径法(下文简称 TPA) 在结构传递声分析与优化中的应用。

  结构传递路噪典型递路径如下。路面激励通过轮胎传递到轮心,轮心传入悬架,再通过悬架传递到车身。其中悬架与车身界面有多条传递路径。使用TPA方法能识别出噪声传递的主要路径和次 要路径。随着建模、求解以及后处理的进步,基于仿真的TPA方法能够在早期快速准确的分析问题。

  2 、分析方法
  影响路噪的主要因素有轮胎、悬架形式、衬套刚度以及车身侧底盘连接点的噪声传递函数。越软的衬套和轮胎隔振效果越好,对路噪越有利。但衬套过软会影响车辆的操控稳定性。为了不影响操控稳定性,本文重点关注车身噪声传递函数的优化。受限于燃油经济性的限制,传递函数优化不能以牺牲重量为代价。使用TPA方法识别出关键路径,能在不牺牲重量的情况下满足整车振动噪声 的要求。
1.png
  图1 工况示意图
2.png
  图2 计算结果

  分析工况如图1所示,对轮心施加0到200Hz 的单位激励,响应点为驾驶员人耳处声压。得到图2所示的分析结果。从结果可以看出,峰值出现在110Hz和130Hz。主要贡献来自于后悬架。

  单独对后悬架做TPA分析。后悬架为扭力梁结构,与车身有6个连接点,忽略扭转自由度,共有18条传递路径,分别为左右拖曳臂安装点,减震器安装点和弹簧安装点。传统的TPA法需要分 别计算传递路径和和传递力。HyperWorks12.0提供了一个新功能,借助PFPATH卡片,基于仿真的TPA 计算一次完成,求解器会自动将分析所需所有物理量输出到H3D文件中。计算完成后将分析结果导入 NVH Utilities中的Transfer Path Analysis模块,该工具会自动进行后处理。整个分析流程大为简化。

  3 、分析与优化
  110Hz 的 TPA 结果如图3所示,贡献量最大的路径为后减震器。分别查看传递力图4与传递函数图5可看出,传递力与传递函数在110Hz附近峰值重合,导致了该路径的贡献最大。
3.png
  图3 110Hz路径贡献量
4.png
  图4 后减震器传递力
5.png
  图5 后减震器传递函数
  对该路径的传递函数进行优化。通过板块贡献量分析,发现C柱和顶棚对该传函贡献量最大。优化工作围绕这两个板块进行。

  3.1 C 柱优化
  在白车身上进行ERP分析。加载点与噪声传递函数一致,选择后减震器安装点。ERP响应面选择C柱区域。分析结果如图6所示,从结果可以看出C柱在 110Hz显示了较高的辐射声功率。对该区域加筋优化后110Hz辐射声功率下降了4dB。
6.png

  3.2 顶棚优化
  顶棚优化不影响造型,通过以下两个方案实现。

  a) 增加一根顶棚横梁,以提高顶棚模态
  b) 在顶棚增加阻尼垫,减小顶棚振动幅值

  以上两个优化方案实施后,减小了传递路径上的幅值。将方案放回整车模型中验证,结果以上两个优化方案实施后,减小了传递路径上的幅值。将方案放回整车模型中验证,结果所示,方案1和方案2分别将110Hz 声压幅值降低了2dB,两个方案同时实施将幅值共降低了4dB。结果表明在TPA方法找到关键路径。通过对该路径的优化,成功降低了整车所关注频率的噪声水平。
7.png
  图7 最终优化结果

  4 、结论
  本文使用纯仿真的TPA方法,找到了影响路噪的关键传递路径。通过对该路径的优化将整车的噪声水平有效降低。借助HyperWorks 12.0整个分析的流程得到简化,提高了分析效率。

  5 、参考文献
  [1] Byung Kyu Yoo, Kyoung-Jin Chang, Road Noise Reduction Using a Source Decomposition and Noise Path Analysis, SAE 2005 Noise and Vibration Conference and Exhibition, 2005-01-2502
  [2] HyperGraph2D 12.0 User Guide, 2013

  本文转载自Simwe公众号(ID:Simwe_CAE),原文刊登于《Altair 2013技术大会论文集》,作者:李朕 王亮 高亚丽 王伟东,泛亚汽车技术中心有限公司。

回复
分享到:

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 我要加入

本版积分规则

快速回复 返回顶部 返回列表