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2021/08
技术分享 | Abaqus 汽车NVH系列(一):概念分享
浏览:2137 来源:技术部-耀唐科技

汽车NVH

概念分享

我们将围绕Abaqus展开一系列的NVH相关内容介绍,对一些NVH常规概念和工作将本人的理解和大家分享,对于其中出现的纰漏和错误,诚请不吝赐教与斧正。



NVH是什么?

NVH = Noise, Vibration and Harshness

也就是噪声、振动和粗糙度。其中,噪声和振动是我们所能切实测试和分析出的结果,而粗糙度如同鲁棒性一样,是一个主观的评判。


NVH为什么很重要?

对于汽车而言,除了动力等硬性指标,我们评价其质量的一个重要内容就是NVH,也就是乘客的主观感受,是否平稳,是否安静,是否舒适。NVH问题的发现来源于真车驾评,而对于NVH的改善往往涉及结构的修改,其带来的成本不可忽略,尤其是涉及到模具的修改,更是牵扯了更多的成本和精力。



NVH如何分类?

NVH问题的中的振动主要来源有三个方面:发动机振动、路面振动以及风扇、油箱、电机等子系统主动振动源。

振动通过相邻结构传播扩散至驾驶室,即车内。带人的主观感受就是各种抖动,包括方向盘抖动、换挡杆抖动以及座椅抖动等。对于振动而言,主要是结构动力学的分析,评测其动力学响应,涉及到模态分析和频响分析、冲击以及路谱载荷分析等。

噪声来源于结构的振动,尤其是薄壁结构的振动辐射噪声;NVH问题的中的噪声主要来源有三个方面:发动机噪声、路面噪声以及风噪。

对于噪声分析,主要以频率区分,低频区以发动机噪声为主、中频段以路噪为主,高频段则以风噪为主。

噪声问题主要带来两方面不好的体验,乘客直接的交流干扰以及声压带来的压耳不舒适感,前者是我们普通人能感受到的最直观的问题,后者一般随着汽车性能的改善,更多是专业人士才能感受和评判。


NVH如何解决?

我们知道NVH问题的核心是振动问题,无论是结构的振动还是空气的振动。振动问题无法避免,但尽可能的减弱振动的影响则会极大的提升NVH性能。

—振动源的处理

真实结构存在固有频率,当两个结构的固有频率接近时,极易由一个结构的振动诱发另一个结构的振动,进而相互作用产生共振。NVH最基础的研究则是避免共振,这需要对每个子系统和零部件的模态有准确的研究,在整车管理当中做好模态分布,以尽可能使相邻结构的频率错开,使得各系统工作的频率分布在不同的频段。

—路径的处理

振动源的问题是从根本上去解决振动,但汽车的运动不可避免的会有这些振动源的参与,所以从传播路径上阻断或减弱振动则是NVH问题当中的另一个主要内容。发动机悬置、变速箱悬置、车架悬置等等橡胶结构,其作用主要是在起到支撑作用的同时,一定程度上隔离振动的传播。另外一个隔振手段则是密封系统和声包,其主要目的是隔离各个管路或空腔体系中的空气声音传播。

—响应的处理

以上两个方面,源头和路径的处理不能完全解决NVH问题,我们仍需要在响应端进行最后的措施,即驾驶舱和乘客的感受区域。在这个地方更多的会体现到成本上面,振动方面主要是座椅这块的品质;噪声方面则是驾驶舱内的吸音棉(声包的一部分)。

对于NVH问题,核心是振动,无法避免的振动首先要考虑的是解决共振问题,其次是减弱振动的传播;噪声本质上也是空气的振动,薄壁结构是噪声最大的辐射源,汽车由于轻量化的考虑,大量使用钣金件不可避免,合理的模态分布可以使得共振最小。


NVH问题不止于汽车



NVH问题不止是在汽车行业,我们生活中的各行各业都可能涉及到NVH问题,如各种类型的交通工具,家用电器等等。这些行业和领域中的NVH问题,本质上都是一样的,理清NVH问题的本质和处理方式,对我们提高产品的NVH性能和体验都会有极大帮助。

以上是我们对汽车NVH问题当中的一些概念和原理的一些分享。后续我们会针对实际NVH工作中涉及到的Abaqus软件仿真分析内容进行介绍。




END




         

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公司总部位于上海,并在沈阳、天津、成都、重庆、武汉、广州、深圳等地设有分支机构。

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