CN106114680A - 车身减振方法及装置 - Google Patents

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    • B62D65/00—Designing, manufacturing, e.g. assembling, facilitating disassembly, or structurally modifying motor vehicles or trailers, not otherwise provided for

Abstract

本发明公开了一种车身减振方法及装置，属于车辆技术领域，该方法包括：建立车身的有限元模型；对有限元模型施加预设频率范围内的力载荷；在预设频率范围内的每种频率的力载荷的激励下，采集有限元模型中板件的初始响应信号；将采集到的所有初始响应信号进行叠加，得到目标响应信号；根据目标响应信号，确定车身上的有效敷设位置；在车身上的有效敷设位置敷设阻尼板，以对车身进行减振。本发明解决了车身的减振效果较差，车身内的噪声较大的问题，提高了车身的减振效果，减小了车身内的噪声，本发明用于车身的减振。

Description

车身减振方法及装置
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种车身减振方法及装置。
背景技术
车辆在行驶时车身会振动，并在车身振动的同时产生较大的噪声，其中的低频噪声主要是车身中板件振动产生的。为了减少车辆行驶时车身内的噪声，通常可以通过在板件上敷设阻尼板，抑制板件的振动。
由于阻尼板的重量较大，使得敷设有阻尼板的车身的重量也较大，且车辆在行驶时的油耗与车身的重量成正比，所以，为了在减少噪声的同时减小油耗，需要通过模拟仿真的方式确定车身上阻尼板敷设的有效敷设位置，并紧紧在该有效敷设位置敷设阻尼板，从而尽可能的减小板件上敷设的阻尼板的重量。具体的，在确定车身上的有效敷设位置时，可以首先为车身建立一个有限元模型，并对该有限元模型施加几种频率的载荷，模拟几种车身振动的场景。然后，可以采集车身各个位置的面板贡献量和等效辐射功率，并将在施加每种频率的载荷后，面板贡献量和等效辐射功率均大于预设阈值的位置作为车身上的有效敷设位置。
由于对车身的有限元模型施加一种频率的载荷仅仅能够模拟一种车身振动的场景，且实际应用中车身振动的场景多之又多，相关技术中无法对较多种车身振动的场景进行模拟，确定出的车身上的有效敷设位置的准确性较低，因此，车身的减振效果较差，车身内的噪声较大。
发明内容
为了解决车身的减振效果较差，车身内的噪声较大的问题，本发明提供了一种车身减振方法及装置。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种车身减振方法，所述方法包括：
建立车身的有限元模型；
对所述有限元模型施加预设频率范围内的力载荷；
在所述预设频率范围内的每种频率的力载荷的激励下，采集所述有限元模型中板件的初始响应信号；
将采集到的所有初始响应信号进行叠加，得到目标响应信号；
根据所述目标响应信号，确定所述车身上的有效敷设位置；
在所述车身上的有效敷设位置敷设阻尼板，以对所述车身进行减振。
可选的，所述采集所述有限元模型中板件的初始响应信号，包括：
采集所述有限元模型中的板件节点的初始响应信号。
可选的，所述板件节点的个数大于或等于2，所述根据所述目标响应信号，确定所述车身上的有效敷设位置，包括：
将所述板件节点中，初始响应信号大于预设阈值的节点所在的位置，确定为所述车身上的有效敷设位置。
可选的，所述初始响应信号为所述板件的振动速度。
可选的，所述预设频率范围为：50赫兹～200赫兹。
另一方面，提供了一种车身减振装置，所述车身减振装置包括：
建立模块，用于建立车身的有限元模型；
施加模块，用于对所述有限元模型施加预设频率范围内的力载荷；
采集模块，用于在所述预设频率范围内的每种频率的力载荷的激励下，采集所述有限元模型中板件的初始响应信号；
叠加模块，用于将采集到的所有初始响应信号进行叠加，得到目标响应信号；
确定模块，用于根据所述目标响应信号，确定所述车身上的有效敷设位置；
敷设模块，用于在所述车身上的有效敷设位置敷设阻尼板，以对所述车身进行减振。
可选的，所述采集模块还用于：采集所述有限元模型中的板件节点的初始响应信号。
可选的，所述板件节点的个数大于或等于2，所述确定模块还用于将所述板件节点中，初始响应信号大于预设阈值的节点所在的位置，确定为所述车身上的有效敷设位置。
可选的，所述初始响应信号为所述板件的振动速度。
可选的，所述预设频率范围为：50赫兹～200赫兹。
综上所述，本发明提供了一种车身减振方法及装置，在该车身减振方法中，对建立的车身的有限元模型施加了预设频率范围内的力载荷，也即对该有限元模型施加了较多连续频率的力载荷，能够对较多种车身振动的场景进行模拟，根据目标响应信号确定出的车身上的有效敷设位置的准确性较高，所以，提高了车身的减振效果，减小了车身内的噪声。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种车身减振方法的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种车身的有限元模型的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种采集到的车身上的板件节点的振动速度示意图；
图4为本发明实施例提供的一种敷设过阻尼板的车身示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种采集到的车身上的板件节点的振动速度示意图；
图6为本发明实施例提供的一种敷设阻尼板前后车内的噪声对比示意图；
图7为本发明实施例提供的一种车身减振装置的结构示意图。
通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供了一种车身减振方法，该车身减振方法可以包括：
步骤101、建立车身的有限元模型。
步骤102、对有限元模型施加预设频率范围内的力载荷。
步骤103、在预设频率范围内的每种频率的力载荷的激励下，采集有限元模型中板件的初始响应信号。
步骤104、将采集到的所有初始响应信号进行叠加，得到目标响应信号。
步骤105、根据目标响应信号，确定车身上的有效敷设位置。
步骤106、在车身上的有效敷设位置敷设阻尼板，以对车身进行减振。
综上所述，由于本发明实施例提供的车身减振方法中，对建立的车身的有限元模型施加了预设频率范围内的力载荷，也即对该有限元模型施加了较多连续频率的力载荷，能够对较多种车身振动的场景进行模拟，根据目标响应信号确定出的车身上的有效敷设位置的准确性较高，所以，提高了车身的减振效果，减小了车身内的噪声。
需要说明的是，本发明实施例中向车身的有限元模型施加预设频率范围内的力载荷，用于模拟实车工况下车辆在行驶的过程中，车身振动的场景，优选的，本发明实施例中向车身的有限元模型施加所有预设频率范围内的力载荷，能够模拟实车工况下车辆在行驶的过程中，车身振动的所有场景。
在步骤101中建立车身的有限元模型时，可以通过计算机辅助工程(英文：Computer Aided Engineering；简称：CAE)软件建立车身的有限元模型，如通过Hypermesh(一种建模软件)进行建立，且建立有限元模型时使用的有限元网格单元可以采用10毫米的基准进行划分，也即建立得到的车身的有限元模型中的最小网格为10毫米乘以10毫米的网格，其中，每个网格的顶点可以为车身上的节点，位于板件上的顶点可以称为板件节点，板件节点的个数可以大于或等于2。步骤101中建立的车身的有限元模型可以如图2所示。
示例的，步骤102中施加的力载荷可以为用于模拟路面激励的力载荷，也可以为用于模拟发动机激励的力载荷，还可以为用于同时模拟路面激励和发动机激励的力载荷，本发明实施例对此不做限定。该预设预设频率范围可以为：50赫兹-200赫兹，也即，向车身的有限元模型施加多个频率的力载荷，且该多个频率包括50赫兹-200赫兹内的所有频率。
具体的，由于板件振动时，板件的辐射功率能够反映板件的振动情况，且板件的辐射功率Prad为：其中，A为板件面积，ρ0为空气密度，Ca代表声波速度，为板件法向振动速度的平方。由上式可知，Prad与成正比，Prad与板件法向振动速度vrms也成正比，也即，车身板件的振动速度也可以反映车身的振动情况。
可选的，步骤103中采集的初始响应信号可以为板件的振动速度，且步骤103中可以采集每种力载荷下车身的有限元模型中的板件节点的振动速度。采集到的车身上的板件节点的振动速度示意图可以如图3所示，图3中的车身上的板件节点X1的振动速度较大，车身上的板件节点X2的振动速度较小。
由于车身板件的振动速度可以反映车身的振动情况，所以在步骤105中，可以将板件节点中，初始响应信号大于预设阈值的节点所在的位置，确定为车身上的有效敷设位置，并在车身上的有效敷设位置敷设阻尼板，实现车身的减振。示例的，若车身上的板件节点X1的振动速度大于预设阈值，则可以确定车身上的板件节点X1所在的位置为车身上的有效敷设位置，若车身上的板件节点X2的振动速度小于预设阈值，则可以确定车身上的板件节点X2所在的位置不是车身上的有效敷设位置，图4为本发明实施例提供的一种敷设过阻尼板的车身示意图，如图4所示，可以在车身上的有效敷设位置敷设阻尼板Y。
进一步的，在为车身敷设过阻尼板后，还可以再次建立敷设有阻尼板的车身的有限元模型，并对该有限元模型施加某一种频率的力载荷，然后采集车身中板件节点的振动速度。示例的，在为车身敷设过阻尼板后，采集到的车身上的板件节点的振动速度示意图可以如图5所示，图5中的车身上的板件节点Z1的振动速度较大(大于预设阈值)，车身上的板件节点Z2的振动速度较小(小于预设阈值)。通过对比图3和图5可以发现，图5中振动速度较大的板件节点Z1比图3中振动速度较大的板件节点X1少，也即在对车身中的有效敷设位置敷设阻尼板后，车身的减振效果较好。
另外，图6为本发明实施例提供的一种敷设阻尼板前后车内的噪声对比示意图，图6中的横轴可以为向车身的有限元模型施加的力载荷的频率，单位为赫兹，纵轴为在A级计权下的车内驾驶员左耳的声压值，单位为分贝。从图6可以看出，在采用本发明实施例提供的方法敷设阻尼板前，车内驾驶员左耳的声压值较大，车内的噪声较大，在采用本发明实施例提供的方法敷设阻尼板之后，车内驾驶员左耳的声压值较小，车内的噪声较小，也即，采用本发明提供的车身减振方法能够有效的减小车身的振动，并减小车内的噪声。
再者，相关技术中还可以根据工作人员的经验确定车身上的有效敷设位置，但是根据工作人员的经验确定的有效敷设位置往往较不准确。本发明实施例中在确定车身上的有效敷设位置时，可以直接根据目标响应信号确定有效敷设位置，并不需要借鉴工作人员的经验。
综上所述，由于本发明实施例提供的车身减振方法中，对建立的车身的有限元模型施加了预设频率范围内的力载荷，也即对该有限元模型施加了较多连续频率的力载荷，能够对较多种车身振动的场景进行模拟，根据目标响应信号确定出的车身上的有效敷设位置的准确性较高，所以，提高了车身的减振效果，减小了车身内的噪声。
如图7所示，本发明实施例提供了一种车身减振装置70，该车身减振装置70可以包括：
建立模块701，用于建立车身的有限元模型；
施加模块702，用于对有限元模型施加预设频率范围内的力载荷；
采集模块703，用于在预设频率范围内的每种频率的力载荷的激励下，采集有限元模型中板件的初始响应信号；
叠加模块704，用于将采集到的所有初始响应信号进行叠加，得到目标响应信号；
确定模块705，用于根据目标响应信号，确定车身上的有效敷设位置；
敷设模块706，用于在车身上的有效敷设位置敷设阻尼板，以对车身进行减振。
综上所述，由于本发明实施例提供的车身减振装置中，施加模块对建立模块建立的车身的有限元模型施加了预设频率范围内的力载荷，也即对该有限元模型施加了较多连续频率的力载荷，能够对较多种车身振动的场景进行模拟，确定模块根据目标响应信号确定出的车身上的有效敷设位置的准确性较高，所以，提高了车身的减振效果，减小了车身内的噪声。
可选的，采集模块703还可以用于：采集有限元模型中的板件节点的初始响应信号。
可选的，板件节点的个数大于或等于2，确定模块705还可以用于：将板件节点中，初始响应信号大于预设阈值的节点所在的位置，确定为车身上的有效敷设位置。
可选的，初始响应信号为板件的振动速度。
可选的，预设频率范围为：50赫兹～200赫兹。
综上所述，由于本发明实施例提供的车身减振装置中，施加模块对建立模块建立的车身的有限元模型施加了预设频率范围内的力载荷，也即对该有限元模型施加了较多连续频率的力载荷，能够对较多种车身振动的场景进行模拟，确定模块根据目标响应信号确定出的车身上的有效敷设位置的准确性较高，所以，提高了车身的减振效果，减小了车身内的噪声。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的车身减振装置的具体工作过程，可以参考前述车身减振方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车身减振方法，其特征在于，所述方法包括：
建立车身的有限元模型；
对所述有限元模型施加预设频率范围内的力载荷；
在所述预设频率范围内的每种频率的力载荷的激励下，采集所述有限元模型中板件的初始响应信号；
将采集到的所有初始响应信号进行叠加，得到目标响应信号；
根据所述目标响应信号，确定所述车身上的有效敷设位置；
在所述车身上的有效敷设位置敷设阻尼板，以对所述车身进行减振。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集所述有限元模型中板件的初始响应信号，包括：
采集所述有限元模型中的板件节点的初始响应信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述板件节点的个数大于或等于2，所述根据所述目标响应信号，确定所述车身上的有效敷设位置，包括：
将所述板件节点中，初始响应信号大于预设阈值的节点所在的位置，确定为所述车身上的有效敷设位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述初始响应信号为所述板件的振动速度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述预设频率范围为：50赫兹～200赫兹。
6.一种车身减振装置，其特征在于，所述车身减振装置包括：
建立模块，用于建立车身的有限元模型；
施加模块，用于对所述有限元模型施加预设频率范围内的力载荷；
采集模块，用于在所述预设频率范围内的每种频率的力载荷的激励下，采集所述有限元模型中板件的初始响应信号；
叠加模块，用于将采集到的所有初始响应信号进行叠加，得到目标响应信号；
确定模块，用于根据所述目标响应信号，确定所述车身上的有效敷设位置；
敷设模块，用于在所述车身上的有效敷设位置敷设阻尼板，以对所述车身进行减振。
7.根据权利要求6所述的车身减振装置，其特征在于，所述采集模块还用于：采集所述有限元模型中的板件节点的初始响应信号。
8.根据权利要求7所述的车身减振装置，其特征在于，所述板件节点的个数大于或等于2，所述确定模块还用于将所述板件节点中，初始响应信号大于预设阈值的节点所在的位置，确定为所述车身上的有效敷设位置。
9.根据权利要求6所述的车身减振装置，其特征在于，
所述初始响应信号为所述板件的振动速度。
10.根据权利要求6所述的车身减振装置，其特征在于，
所述预设频率范围为：50赫兹～200赫兹。
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