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1、 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司NVH-CAENVH-CAENVH-CAENVH-CAE介绍及长安在介绍及长安在介绍及长安在介绍及长安在NVHNVHNVHNVH开开开开发中发中发中发中CAECAECAECAE的应用的应用的应用的应用报告人报告人：庞剑：庞剑材料准备：庞剑、周建文、张磊、李静波、陈琳材料准备：庞剑、周建文、张磊、李静波、陈琳时时 间：间：2009年年03月月20日日 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司长安长安NVH-CAENVH-CAE团队团队专家：庞剑、蓝军、许春铁 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司1. 1
2、.车身车身NVH-CAENVH-CAE2. 2.发动机发动机NVH-CAENVH-CAE3. 3.动力总成悬置系统动力总成悬置系统NVH-CAENVH-CAE4. 4.动力传动系统动力传动系统NVH-CAENVH-CAE5. 5.进气系统与排气系统进气系统与排气系统NVH-CAENVH-CAE6. 6.路面路面- -轮胎及悬架轮胎及悬架NVH-CAENVH-CAE7. 7.整车整车NVH-CAENVH-CAE目目 录录 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司1. 1.车身整体模态分析车身整体模态分析2. 2.部件模态分析部件模态分析3. 3.IPIIPI（接附点动刚度）分析（
3、接附点动刚度）分析4. 4.NTFNTF（噪声传递函数）分析（噪声传递函数）分析1. 1.车身车身NVH-CAENVH-CAE2. 2.发动机发动机NVH-CAENVH-CAE3. 3.动力总成悬置系统动力总成悬置系统NVH-CAENVH-CAE4. 4.动力传动系统动力传动系统NVH-CAENVH-CAE5. 5.进气系统与排气系统进气系统与排气系统NVH-CAENVH-CAE6. 6.路面路面- -轮胎及悬架轮胎及悬架NVH-CAENVH-CAE7. 7.整车整车NVH-CAENVH-CAE 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司车身整体模态车身整体模态NVH-CAE 在
4、详细设计阶段，采用有限元方法对白车身、在详细设计阶段，采用有限元方法对白车身、TBTB进行模态分进行模态分析找出车身设计的薄弱点，并提出优化建议，达到车身模态目标析找出车身设计的薄弱点，并提出优化建议，达到车身模态目标值，避开发动机怠速波动频率区间（二阶）。值，避开发动机怠速波动频率区间（二阶）。 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司针对车身重要的部件，设定目标值，根据计算结果，提出优针对车身重要的部件，设定目标值，根据计算结果，提出优化建议，达到部件模态目标值，避免怠速共振等化建议，达到部件模态目标值，避免怠速共振等NVHNVH隐患。隐患。车身局部模态车身局部模态NVH-
5、CAE 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司IPI（接附点动刚度）分析（接附点动刚度）分析车身接附点动刚度关注车身与底盘、动力总成的安装点动刚度特性。通过对车身接附点的动车身接附点动刚度关注车身与底盘、动力总成的安装点动刚度特性。通过对车身接附点的动刚度进行控制，可以避免动力总成和路面的激励产生的振动在接附点被放大。刚度进行控制，可以避免动力总成和路面的激励产生的振动在接附点被放大。志翔 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司对于车身接附点没有满足动刚度设定目标值的频段采用直接激励法计算车身加速度响应和应对于车身接附点没有满足动刚度设定目标值的频段采用直接
6、激励法计算车身加速度响应和应变能分布，找出薄弱区域进行优化。变能分布，找出薄弱区域进行优化。IPI（接附点动刚度）分析（接附点动刚度）分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司NTF（噪声传递函数）分析（噪声传递函数）分析NTFNTF（噪声传递函数）关注底盘和动力总成与车身接附点激励引起的车内驾驶员或乘员耳侧（噪声传递函数）关注底盘和动力总成与车身接附点激励引起的车内驾驶员或乘员耳侧声压响应，可以考察车身结构对车内噪声的敏感特性。声压响应，可以考察车身结构对车内噪声的敏感特性。 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司对通过对通过NTFNTF计算得到峰值频段
7、，可以通过考察与车内声腔耦合面的贡献量判断引起峰值的主计算得到峰值频段，可以通过考察与车内声腔耦合面的贡献量判断引起峰值的主要结构板件，进一步进行优化。要结构板件，进一步进行优化。NTF（噪声传递函数）分析（噪声传递函数）分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司1. 1.车身车身NVH-CAENVH-CAE2. 2.发动机发动机NVH-CAENVH-CAE3. 3.动力总成悬置系统动力总成悬置系统NVH-CAENVH-CAE4. 4.动力传动系统动力传动系统NVH-CAENVH-CAE5. 5.进气系统与排气系统进气系统与排气系统NVH-CAENVH-CAE6. 6.路面
8、路面- -轮胎及悬架轮胎及悬架NVH-CAENVH-CAE7. 7.整车整车NVH-CAENVH-CAE1.激励源分析激励源分析2.结构分析结构分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司 针对机械噪声产生机理，将分析工作内容分为激励源分析和结构分析两部分。p零部件级分析：n 缸盖振动分析n 缸体振动分析n 薄壁罩壳振动分析n 发动机及附件支架分析p系统级分析： n 动力总成分析p曲轴系振动分析p 活塞激励分析p 配气机构分析p 正时系统振动分析激励源分析激励源分析结构分析结构分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司分析目的：优化曲轴系动力学特性，降低动
9、力总成激励。 方法描述：运用MBD分析方法，考虑轴承EHD 关注结果：曲轴系扭振状况、主轴承载荷、进行TVD参数优化、飞轮动态特性。简化曲轴系模型多体动力学分析动力学结果判定曲轴系振动分析曲轴系振动分析激励源分析激励源分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司分析目的：优化活塞敲击激励，降低活塞敲击载荷。 方法描述：考虑冷、热载荷对活塞和缸套型线的影响，结合FE和MBD进行分析 关注结果：活塞侧倾角、活塞与缸套接触力。活塞热变形分析缸套装配和热分析多体动力学分析动力学结果判定活塞、缸套型线提取激励源分析激励源分析活塞激励分析活塞激励分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车
10、（集团）有限责任公司Intake sideExhaust side分析目的：凸轮型线优化、弹簧刚度优化、飞脱和反跳研究、降低配气机构载荷。 方法描述：FE与MBD方法的结合，对整个配气机构进行分析 关注结果：气门落座力、弹簧接触力、凸轮轴承力。部分零部件刚度分析凸轮型线获取多体动力学分析动力学结果判定配气机构分析配气机构分析激励源分析激励源分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司分析目的：链条和皮带传动特性分析，正时激励优化。 方法描述：使用基于MBD的分析方法。 关注结果：张紧器接触力、皮带运动轨迹、进排气轮角速度、齿间啮合力。前端正时参数输入多体动力学分析动力学结果判
11、定Tensioner Accelerationswhine!3000 rpmFbearing,camn4500n1000n4500n1000Fbearing,crankBearing Forces激励源分析激励源分析正时系统振动分析正时系统振动分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司分析目的：基于标准的发动机激励，对缸盖进行强迫振动分析，与参考标准进行比较，判断其NVH性能，并优化薄弱处 方法描述：基于NVH数据库和FE方法的仿真分析 关注结果：模态频率、表面速度级、声功率贡献量缸盖FE建模缸盖模态分析缸盖频响计算及结果评判缸盖振动分析缸盖振动分析零部件级结构分析零部件级
12、结构分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司分析目的：基于标准的发动机激励，对缸体进行强迫振动分析，与参考标准进行比较，判断其NVH性能，并优化薄弱处 方法描述：基于NVH数据库和FE方法的仿真分析 关注结果：模态频率、表面速度级、声功率贡献量缸体FE建模缸体模态分析缸体频响计算及结果评判缸体振动分析缸体振动分析零部件级结构分析零部件级结构分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司分析目的：基于标准的发动机激励，对短发动机进行强迫振动分析，评判各薄壁件声功率贡献量，优化薄弱处 方法描述：基于NVH数据库和FE方法的仿真分析 关注结果：模态频率、表面速度
13、级、声功率贡献量短发动机FE建模短发动机模态分析及结果评判短发动机频响计算及结果评判薄壁罩壳振动分析薄壁罩壳振动分析零部件级结构分析零部件级结构分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司分析目的：校核和优化发动机各支架和附件支架模态频率 方法描述：基于FE方法 关注结果：模态频率、振型、应变能附件支架模态分析发动机支架模态分析零部件级结构分析零部件级结构分析发动机及附件支架分析发动机及附件支架分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司分析目的：动力总成整体、局部模态优化 方法描述：基于FE方法，仿真与试验结合 关注结果：动力总成一阶弯曲/扭转模态频率、振
14、型、频率密度，发动机附件局部模态。变速箱FE建模及模态分析分析与试验结果的比较模态结果分析及优化动力总成分析动力总成分析- -模态分析模态分析/ /优化优化 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司分析目的：在已知动力动力总成各种载荷的基础下，对动力总成NVH性能进行分析和优化 方法描述：基于FE、MBD和BEM方法，仿真与试验紧密结合。 关注结果：零件表面速度级、辐射声压、支架振动、零件声功率贡献量、激励灵敏度。动力总成模态缩减动力学分析及结果评判强迫响应分析及结果评判声辐射分析及结果评判动力总成分析动力总成分析- -振动分析振动分析/ /优化优化 长安汽车（集团）有限责任公
15、司长安汽车（集团）有限责任公司1. 1.控制动力总成的固有频率控制动力总成的固有频率2. 2.模态频率分布与能量解耦模态频率分布与能量解耦3. 3.动力总成传递到车身振动的衰减动力总成传递到车身振动的衰减4. 4.极限工况下动力总成位移极限工况下动力总成位移1. 1.车身车身NVH-CAENVH-CAE2. 2.发动机发动机NVH-CAENVH-CAE3. 3.动力总成悬置系统动力总成悬置系统NVH-CAENVH-CAE4. 4.动力传动系统动力传动系统NVH-CAENVH-CAE5. 5.进气系统与排气系统进气系统与排气系统NVH-CAENVH-CAE6. 6.路面路面- -轮胎及悬架轮胎及
16、悬架NVH-CAENVH-CAE7. 7.整车整车NVH-CAENVH-CAE 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司动力总成悬置系统动力总成悬置系统 悬置系统是指动力总成（包括发动机、离合器及变速器等）与车悬置系统是指动力总成（包括发动机、离合器及变速器等）与车架或车身之间的弹性连接系统，该系统的好坏直接关系到发动机与车架或车身之间的弹性连接系统，该系统的好坏直接关系到发动机与车体之间的振动传递，影响整车的体之间的振动传递，影响整车的NVHNVH性能。一个好的动力总成悬置系统，性能。一个好的动力总成悬置系统，可以较好地控制发动机本身的激振力向车体部分传递，不使底盘和车可以较
17、好地控制发动机本身的激振力向车体部分传递，不使底盘和车身在发动机工作时产生强烈的振动和噪音，提高汽车乘坐舒适性和使身在发动机工作时产生强烈的振动和噪音，提高汽车乘坐舒适性和使用可靠性。用可靠性。 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司 多体分析模型多体分析模型动力总成：动力总成：6 6自由度刚体自由度刚体车体：车体： 6 6自由度刚体自由度刚体悬架弹簧：试验结果悬架弹簧：试验结果悬置力：试验结果拟合的传递函数悬置力：试验结果拟合的传递函数 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司控制动力总成的固有频率控制动力总成的固有频率p动力总成的转动惯量p隔振器的位置p隔
18、振器的刚度 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司 模态频率分布与能量解耦模态频率分布与能量解耦 在分析系统刚体模态时，必须考虑各刚体模态避开发动机怠在分析系统刚体模态时，必须考虑各刚体模态避开发动机怠速的激振带和车体固有频率带，重要模态之间必须解耦速的激振带和车体固有频率带，重要模态之间必须解耦动力总成模态描述横向纵向垂向俯仰侧倾横摆有阻尼固有频率7.388.512.114.915.5动力总成纵向解耦率（%）6.483.3210.85.5动力总成横向解耦率（%）90.48.1000.90.2动力总成垂向解耦率（%）01.485.770.10.6动力总成侧倾解耦率（%）0.7
19、000.985.24.5动力总成俯仰解耦率（%）00.312.184.60.41.4动力总成横摆解耦率（%）2.36.6058.378动力总成侧倾/俯仰解耦率（%）00-0.1-0.8-1.61.9动力总成侧倾/横摆解耦率（%）-0.1000.3-2.21.5动力总成俯仰/横摆解耦率（%）00.3-0.10.4-0.4- 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司 悬置系统优化悬置系统优化u优化问题优化问题 通过计算机优化多目标优化算法寻找优化解通过计算机优化多目标优化算法寻找优化解u优化程序优化程序 ADAMS/View & ADAMS/View & iSightiSightu
20、优化变量优化变量 悬置件三向静刚度、悬置件三向静刚度、 液压悬置损失角、悬置布置点液压悬置损失角、悬置布置点u优化目标优化目标 避开激振频率带、重要刚体模态解耦、满足限位要求等避开激振频率带、重要刚体模态解耦、满足限位要求等u约束条件约束条件 工艺制造约束、位置约束等工艺制造约束、位置约束等 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司1. 1.车身车身NVH-CAENVH-CAE2. 2.发动机发动机NVH-CAENVH-CAE3. 3.动力总成悬置系统动力总成悬置系统NVH-CAENVH-CAE4. 4.动力传动系统动力传动系统NVH-CAENVH-CAE5. 5.进气系统与排
21、气系统进气系统与排气系统NVH-CAENVH-CAE6. 6.路面路面- -轮胎及悬架轮胎及悬架NVH-CAENVH-CAE7. 7.整车整车NVH-CAENVH-CAE 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司传动轴系统传动轴系统NVH-CAE传动轴在发动机转速范围内可能与发动机主要激励频率产生共振，可以通过模态计算后添加吸传动轴在发动机转速范围内可能与发动机主要激励频率产生共振，可以通过模态计算后添加吸振器或安装支架来降低振动幅值或提高传动轴模态频率。振器或安装支架来降低振动幅值或提高传动轴模态频率。 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司1. 1.车身车
22、身NVH-CAENVH-CAE2. 2.发动机发动机NVH-CAENVH-CAE3. 3.动力总成悬置系统动力总成悬置系统NVH-CAENVH-CAE4. 4.动力传动系统动力传动系统NVH-CAENVH-CAE5. 5.进气系统与排气系统进气系统与排气系统NVH-CAENVH-CAE6. 6.路面路面- -轮胎及悬架轮胎及悬架NVH-CAENVH-CAE7. 7.整车整车NVH-CAENVH-CAE1.消声元件的传递损失分析消声元件的传递损失分析2.进气口的噪声分析进气口的噪声分析3.排气口的噪声分析排气口的噪声分析4.消声元件的辐射噪声分析消声元件的辐射噪声分析5.排气系统结构振动分析排气
23、系统结构振动分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司传递损失模拟传递损失模拟消声元件的传递损失分析消声元件的传递损失分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司进气口的噪声分析进气口的噪声分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司尾管噪声模拟和插入损失计算尾管噪声模拟和插入损失计算排气口的噪声分析排气口的噪声分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司排气系统模态分析优化挂钩位置排气系统结构振动分析排气系统结构振动分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司1. 1.车身车身NVH-CAENVH-C
24、AE2. 2.发动机发动机NVH-CAENVH-CAE3. 3.动力总成悬置系统动力总成悬置系统NVH-CAENVH-CAE4. 4.动力传动系统动力传动系统NVH-CAENVH-CAE5. 5.进气系统与排气系统进气系统与排气系统NVH-CAENVH-CAE6. 6.路面路面- -轮胎及悬架轮胎及悬架NVH-CAENVH-CAE7. 7.整车整车NVH-CAENVH-CAE1.轮胎特性分析轮胎特性分析2.轮胎与路面的摩擦噪声分析轮胎与路面的摩擦噪声分析3.底盘系统的模态分析底盘系统的模态分析4.底盘系统的响应分析底盘系统的响应分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司通过
25、对底盘系统进行模态分析，可以考察底盘系统各性能部件参数是否设置合理。在充分考虑通过对底盘系统进行模态分析，可以考察底盘系统各性能部件参数是否设置合理。在充分考虑操稳性的要求下，通过调整性能参数，可提高整车操稳性的要求下，通过调整性能参数，可提高整车NVHNVH性能。性能。底盘系统模态分析底盘系统模态分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司通过对底盘系统进行频响分析，可以考察底盘系统对不同频率激励力的响应性能。用于指导针通过对底盘系统进行频响分析，可以考察底盘系统对不同频率激励力的响应性能。用于指导针对对NVHNVH性能的底盘性能参数调校。性能的底盘性能参数调校。底盘系统频
26、响分析底盘系统频响分析F 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司1. 1.车身车身NVH-CAENVH-CAE2. 2.发动机发动机NVH-CAENVH-CAE3. 3.动力总成悬置系统动力总成悬置系统NVH-CAENVH-CAE4. 4.动力传动系统动力传动系统NVH-CAENVH-CAE5. 5.进气系统与排气系统进气系统与排气系统NVH-CAENVH-CAE6. 6.路面路面- -轮胎及悬架轮胎及悬架NVH-CAENVH-CAE7. 7.整车整车NVH-CAENVH-CAE1.整车模态分析整车模态分析2.怠速振动响应分析怠速振动响应分析3.加速噪声响应分析加速噪声响应分
27、析4.路面激励噪声响应分析路面激励噪声响应分析5.风激励噪声分析风激励噪声分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司整车模态分析是观察整车各个部件在外界激励作用下振动特性的重要手段，通过避频，整车模态分析是观察整车各个部件在外界激励作用下振动特性的重要手段，通过避频，能够有效能够有效地地避免部件之间的共振以及部件的自振，提高避免部件之间的共振以及部件的自振，提高NVHNVH性能。性能。整车模态分析整车模态分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司整车怠速振动性能是重要的整车怠速振动性能是重要的NVHNVH性能之一。通过在整车有限元模型中施加怠速工况下的理
28、论激性能之一。通过在整车有限元模型中施加怠速工况下的理论激励或测试激励可以仿真计算方向盘、底盘等部件的怠速振动性能，以提前发现整车设计中的弱励或测试激励可以仿真计算方向盘、底盘等部件的怠速振动性能，以提前发现整车设计中的弱点。点。怠速振动响应分析怠速振动响应分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司车内加速噪声性能是最重要的车内加速噪声性能是最重要的NVHNVH性能之一。通过在整车有限元模型（含声腔）中施加加速理性能之一。通过在整车有限元模型（含声腔）中施加加速理论激励或悬测试激励可以仿真计算方向盘、底盘等部件的计算噪声性能，以提前预测整车加速论激励或悬测试激励可以仿真计算
29、方向盘、底盘等部件的计算噪声性能，以提前预测整车加速噪声性能。噪声性能。加速噪声响应分析加速噪声响应分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司路面激励是产生车内噪声的重要激励源，通过仿真计算车内噪声对路面激励的敏感特性，能够路面激励是产生车内噪声的重要激励源，通过仿真计算车内噪声对路面激励的敏感特性，能够为优化车身和底盘部件提供方向。为优化车身和底盘部件提供方向。路面激励噪声响应分析路面激励噪声响应分析 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司风激励噪声分析风激励噪声分析a)前座头部位置声压级b)货舱较低位置用统计能量方法预测汽车高速行驶下，由于风激励而产生的噪声 长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司谢谢 谢！谢！
