某防护型指挥车NVH性能研究

　　摘要：提出了一种通过白车身模态分析、Trimbody车身模态分析、声腔模态分析、噪声传递函数分析等CAE分析改进越野车车内噪声的方法，与实车试验结果对比，二者在低频范围内问题频率点基本一致。通过仿真方法确定了噪声产生的原因，找到问题频率下车身板件振动较大的部位，并提出相应的改善措施，达到降低车内噪声的目的。

　　关键词：越野车；Trimbody车身；模态分析；噪声传函

　　中图分类号：U464文献标志码：A文章编号：1005-2550（2013）03-0014-05

　　作为汽车特殊成员的越野车家族，由于行驶过程中振动剧烈，将使驾驶员无法进行车外观察和车内仪表数据的读取，也使车载武器作用的发挥受到极大地限制。同样如果车内噪音太大，将极大地影响车内乘员之间的沟通和信息的交流。故NVH性能对越野车更为重要。

　　本文主要采用噪声传递函数计算方法，结合越野车的TB车身模态和声腔模态计算，预测噪声问题的频率值和产生噪声的板件，并对仿真结果进行分析判断，对车体采取一定的措施，从而达到减小车内噪声的目的。主要考虑发动机车身悬置点、减振器和悬架弹簧车身安装点、排气挂钩车身侧安装点等车身接附点对车身的激励引起的板件振动，得到驾驶员和副驾驶员耳旁的声压值，也就是得到噪声传递函数曲线[1]。

　　1噪声问题描述

　　2噪声产生机理

　　（1）白车身模型和实际的试验车身有一定的差别，由以上公式推导可知，所有的固有频率值均与系统中的所有的质量、刚度等有关系，在整体弯曲刚度和扭转刚度上差别较大，且由于实车带有车门等部件，车身板件局部模态频率和振型和白车身不一样。

　　（2）鉴于以上差别存在，采取的改进措施将会有一定的误差，不一定能解决NVH问题。

　　要使仿真模型状态尽可能与实际车体状态接近，就需要对车身模型进行进一步的细化，当然这样也会增加建模时间和仿真、解析时间。

　　3噪声传递函数分析

　　当频率低于车身模态振动模态频率时，增加刚度有利于降低该频率附近的V/F。当频率高于车身某特定振动模态频率时，增加质量有利于降低该频率处的V/F。具体在那些地方增加刚度和质量，需要视模态振型的情况而定。当频率接近车身某特定振动模态频率时，增加阻尼有利于降低该频率附近的V/F。

　　车内噪声是车身声学灵敏度和激励力的乘积，为降低车内噪声不仅要降低声学灵敏度，还要降低激励力和激励力的传递，这就还需要激励点处有一定的动刚度[5]。

　　3.3流固耦合系统有限元方程

　　3.4带内饰车身（TB）模型创建

　　借鉴乘用车NVH仿真模型状态，通过创建乘用车的带内饰车身（TB）模型，即可较好的满足模型计算的精度要求，所以也需要创建某防护型指挥车的TB车身模型，作为进行NVH分析的基础模型。

　　3.5声腔模型的创建

　　3.6TB模态和声腔模态分析

　　进行了某防护型指挥车的TB模型的模态分析，观察模态振型得出以下结论。

　　（1）在52.4Hz、53Hz、66.5Hz、68.3Hz、118.4Hz处，车身后部左右侧围板出现较为明显的局部模态。

　　（2）在53Hz、66.5Hz、68.3Hz、68.7Hz、96.1Hz、97Hz、118.1Hz、122.5Hz、143.3Hz等频率处，顶棚出现各种振型的明显局部模态。

　　（3）在65.7Hz、145.4Hz等频率下，车身地板出现较为明显的局部模态。

　　3.7噪声传递函数分析

　　4NVH性能改进

　　5NVH性能分析结论

　　通过以上分析可以得出以下结论。

　　（1）通过模态分析、NTF分析等CAE仿真手段可以较好的预测车体的NVH问题，能够准确找到引起NVH问题的车身板件，并采取相应改进措施。

　　（2）通过CAE仿真分析和实车试验都可以得出在50Hz、99Hz、125Hz等频率附近，驾驶员耳旁声压较大，是由于板件振动和声腔耦合所致，需要采取措施降低这些频率点的声压值。

　　（3）通过模态振型判断车顶棚、车体后侧围板处、地板等处振动较大，通过在顶棚加质量块进行移频处理后，声压值降低。

　　（4）还可以通过在顶棚后部、车体后侧围板处、地板等处增加加强筋或者贴阻尼片，降噪效果将更好。

　　参考文献：

　　[1]郭荣，万钢等.车内噪声传递路径分析方法探讨[J].振动.测试与诊断，2010：39-40.

　　[2]OliverW，RolandS.Panelcontributionanalysis-Analternativewindowmethod[C].SAETechnicalPaperSeries，PaperNumber2005-01-2274.USA，Michigan：[s.n.]，2005.

　　[3]P.Strasser，L.Ferrali，D.Caprioli，Emerald.AnFEtoolfortheoptimaldesignofdampedvehiclebodieswithrespecttolow-middlefrequencyrange[C]，RieterAutomotiveConference，2001.

　　[4]李增刚，詹福良等.VirtualLabAcoustics声学仿真计算高级应用实例[M].北京：国防工业出版社，2010：4-7.

　　[5]庞剑，谌刚，何华等.汽车噪声与振动理论与应用[M].北京：北京理工大学出版社，2006：322-323.

　　[6]陈江红等.车身结构与车内空腔流固耦合系统的模态分析[J].计算机辅助工程，2011.

　　[7]靳晓雄，张立军，江浩等.汽车振动分析[M].上海：同济大学出版社，2002：201-202.