CN109284582A - 一种车身沥青阻尼胶轻量化布置优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明保护一种车身阻尼胶轻量化布置优化方法，其是通过模态提取和模态叠加的方法对白车身的应变能集中区域进行划分，从而获得阻尼胶最合理的铺设区域，通过噪声传递函数和节点贡献量对其验证并修改，从而获得最优的设计方案。本发明可以在不影响车身NVH性能的前提下，减少车身地板沥青阻尼胶用料，从而实现车身轻量化。

Description

一种车身沥青阻尼胶轻量化布置优化方法
技术领域
本发明属于汽车NVH技术领域，具体涉及一种基于有限元分析的沥青阻尼胶轻量化布置方法。
背景技术
汽车开发技术的发展使车企间的竞争越来越激烈，如何在降低开发成本的同时达成性能目标成为车企面临的新挑战。沥青阻尼胶主要粘贴在车身地板、备胎池和地板与备胎池的中间通道，用于有效抑制板件振动。各大汽车主机厂目前的阻尼胶设计方案主要通过对标和设计经验完成，在阻尼胶铺设位置设计上缺乏精准的设计指导；而且目前各大车厂的不同车型，阻尼胶铺设位置大体相同，但阻尼胶用量差异较大，存在较大的减重降本空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种车身阻尼胶轻量化布置优化方法，在不影响车身NVH性能的前提下，减少车身地板沥青阻尼胶用料，从而实现车身轻量化。
本发明提出的车身阻尼胶轻量化布置优化方法，是通过模态提取和模态叠加的方法对白车身的应变能集中区域进行划分，从而获得阻尼胶最合理的铺设区域，通过噪声传递函数和节点贡献量对其验证并修改，从而获得最优的设计方案。本发明的具体包括以下步骤：
A.白车身有限元模型
得到设计部门的白车身和TB车身模型后，将CATIA模型划分为有限元模型。
B.白车身模态应变能叠加
将白车身一定频域范围内的所有模态应变能结果进行叠加，进而得到叠加后的模态应变能云图，此云图显示的应变能集中区域即作为布置阻尼胶的区域。
C.NTF性能验算
在布置好的区域进行阻尼胶建模，将阻尼胶有限元模型带入TB模型中求解，对比优化布置阻尼胶前后的车身噪声传递函数，若整体性能无降低趋势，则完成优化，若部分区域出现新峰值，则进行下一步骤；
D.节点贡献量验证
找到新出现的峰值对应的频率，并根据此频率下的节点贡献量，找到车身地板贡献量最大的区域，在此区域布置阻尼胶。然后重复步骤C对噪声传递函数进一步优化。
E．车身性能验证
优化工作通常不是一轮完成。针对每一轮最终采用优化方案的车身进行全面的车身性能验证，若NVH性能或轻量化目标未达标，应有针对性的返回步骤C、D对车身结构进行进一步优化。最终的车身方案为满足多性能指标的轻量化方案。
本发明方法综合了多种CAE优化技术，从而寻求最佳的阻尼胶布置方案，在不影响车身NVH性能的前提下，减少了车身地板沥青阻尼胶用料，实现车身轻量化，同时平衡性能和成本的要求，为轻量化设计提供了保证。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示的车身阻尼胶轻量化布置优化方法是针对车身地板、备胎池和地板与备胎池的中间通道沥青阻尼胶的轻量化优化，包括以下步骤：
A.白车身有限元模型
得到设计部门的白车身和TB车身模型后，在hypermesh中将CATIA模型按照8*8mm的规格划分为有限元模型，为后续的分析做基础。
B.白车身模态应变能叠加
通过NASTRAN求解得白车身500Hz以内的所有模态应变能，用hyperviwe中的derivedload case 工具，将500Hz内的所有模态应变能进行叠加，得到叠加后的模态应变能云图，叠加后的应变能云图可以反映出整个频域段下，白车身的应变能分布情况。参考云图结果，在模态应变能相对集中的区域布置沥青阻尼胶。
C.NTF性能验算
在布置好的区域进行阻尼胶建模。建模采用分层划分单元法，阻尼胶模型用壳单元表示，阻尼层壳单元与车身钣件壳单元共节点。此方法优点在于：能方便快捷地建立阻尼层单元；在保证精度的前提下，能提高计算效率，节约时间成本。将阻尼胶有限元模型带入TB模型中求解，对比优化布置阻尼胶前后的车身噪声传递函数。通过观察整个频域段的目标峰值，若整体性能与原性能持平或者有提升，则完成优化。若部分区域出现新峰值，则需要进行下一步骤。
D.节点贡献量验证
在hyperview中的NVH板块进行节点贡献量（Grid Participation）分析。针对步骤C中出现的新峰值进行节点贡献量分析，分别找出车身地板、备胎池和地板与备胎池的中间通道上对新峰值贡献量大的各个区域，并有针对性的在这些区域布置阻尼胶，然后重复C、D，直到这些新峰值降到与原噪声传递函数相同的水平。
E．车身性能验证（实车验证）
优化工作通常不是一轮完成。针对每一轮最终采用优化方案的车身进行全面的车身性能验证，若NVH性能或轻量化目标未达标，应有针对性的返回步骤C、D对车身结构进行进一步优化，直至满足NVH性能和轻量化目标。最终的车身方案为满足多性能指标的轻量化方案。

Claims (6)

1. 一种车身阻尼胶轻量化布置优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.白车身有限元模型
将白车身和TB车身模型划分为有限元模型；
B.白车身模态应变能叠加
将白车身一定频域范围内的所有模态应变能结果进行叠加，得到叠加后的模态应变能云图，将云图显示的应变能集中区域作为布置阻尼胶的区域，布置阻尼胶；
C.NTF性能验算
在布置好的区域进行阻尼胶建模，将阻尼胶有限元模型带入TB模型中求解，对比优化布置阻尼胶前后的车身噪声传递函数，若整体性能无降低趋势，则完成优化，若部分区域出现新峰值，则进行下一步骤；
D.节点贡献量验证
找到新出现的峰值对应的频率，并根据此频率下的节点贡献量，找到车身贡献量最大的区域，在此区域布置阻尼胶，然后重复步骤C对噪声传递函数进一步优化，直到这些新峰值降到与原噪声传递函数相同的水平；
E．车身性能验证
针对每一轮最终采用优化方案的车身进行全面的车身性能验证，若NVH性能或轻量化目标未达标，应有针对性的返回步骤C、D对车身结构进行进一步优化，直至满足NVH性能和轻量化目标，最终的车身方案为满足多性能指标的轻量化方案。
2.根据权利要求1所述的车身阻尼胶轻量化布置优化方法，其特征在于，所述划分有限元模型，是在hypermesh中将CATIA模型按照规格划分为有限元模型。
3.根据权利要求1所述的车身阻尼胶轻量化布置优化方法，其特征在于，所述白车身模态应变能叠加的具体方法是，通过NASTRAN求解得白车身一定频率范围内的所有模态应变能，用hyperviwe中的derived load case 工具，将一定频率范围内的所有模态应变能进行叠加，得到叠加后的模态应变能云图。
4.根据权利要求3所述的车身阻尼胶轻量化布置优化方法，其特征在于，所述一定频域是指500Hz以内。
5.根据权利要求1所述的车身阻尼胶轻量化布置优化方法，其特征在于，所述阻尼胶建模采用分层划分单元法，阻尼胶模型用壳单元表示，阻尼层壳单元与车身钣件壳单元共节点。
6.根据权利要求1所述的车身阻尼胶轻量化布置优化方法，其特征在于，沥青阻尼胶的布置位置是在车身地板、备胎池和地板与备胎池的中间通道。
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