CN112163268A - 一种基于模态应变能叠加的车身板件阻尼片布置方法 - Google Patents
一种基于模态应变能叠加的车身板件阻尼片布置方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112163268A CN112163268A CN202010867863.4A CN202010867863A CN112163268A CN 112163268 A CN112163268 A CN 112163268A CN 202010867863 A CN202010867863 A CN 202010867863A CN 112163268 A CN112163268 A CN 112163268A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- finite element
- element model
- strain energy
- white
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000013016 damping Methods 0.000 title claims abstract description 96
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 11
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 8
- 210000000746 body region Anatomy 0.000 claims description 6
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 4
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 4
- 238000005034 decoration Methods 0.000 claims description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 12
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 235000021189 garnishes Nutrition 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
- G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/10—Noise analysis or noise optimisation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于模态应变能的车身阻尼片布置的减振方法，包括：建立第一白车身有限元模型；对所述第一白车身有限元模型进行模态计算，并输出模态应变能计算结果；基于所述模态应变能计算结果，获得所述第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能；根据预设频率范围，将所述第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能进行线性叠加，获得所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能；根据所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能，在所述第一白车身有限元模型上布置多个阻尼片有限元模型，获得第二白车身有限元模型。本发明可以有效地提高车辆的减振降噪效果。
Description
技术领域
本发明涉及汽车仿真分析技术领域，尤其涉及一种基于模态应变能叠加的车身板件阻尼片布置方法。
背景技术
汽车受到发动机或路面的振动激励时，通过结构传播使各板件表面产生振动，是车内中低频(50Hz-500Hz)噪声的主要来源。板件表面空间平均平方速度的大小直接决定了结构辐射声功率的高低。因此，控制车身板件结构的表面振动，可有效地降低车内噪声。
目前，研究人员对汽车薄壁板件的减振降噪方法主要有板厚变更、加强板、加强筋以及粘弹性阻尼材料。在对汽车薄壁板件进行减振降噪处理的方法中，每个方法都有各自的优缺点和适用情况。其中，当车身的薄壁结构的尺寸和形状已经确定后，粘弹性阻尼材料的应用便成为了一个主要的减振降噪手段，在汽车减振降噪处理中得到了大量的应用。例如，在地板、前围板、顶棚、车门、轮罩和备胎槽等区域使用弹性阻尼材料。
粘弹性阻尼材料还具有成本低，施工简单等优点，但是阻尼材料在汽车薄壁板件上的布置并不是一件简单的事情，要考虑阻尼材料粘贴位置、粘贴阻尼材料的厚度、阻尼材料的类型、粘贴前后板件振动频率等多种因素的影响，因此，在进行粘弹性阻尼材料布置的时候一定要进行合理的分析计算，才能采用最少的材料、最低的重量，并最大限度地发挥阻尼片的减振作用及车身轻量化。
在汽车板件中不同部位对车内噪声的影响程度是不同的。目前，国内大多数汽车制造厂在设计初期对阻尼片布置方法主要是根据经验和同类型车型的布置方案，其减振降噪效果并不理想。
发明内容
本申请实施例通过提供一种基于模态应变能叠加的车身板件阻尼片布置方法，解决了现有技术中的车辆存在减振降噪效果不好的技术问题，实现了提高车辆的减振降噪效果的技术效果。
本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：
一种基于模态应变能的车身阻尼片布置的减振方法，包括：
建立第一白车身有限元模型；
对所述第一白车身有限元模型进行模态计算，并输出模态应变能计算结果；
基于所述模态应变能计算结果，获得所述第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能；
根据预设频率范围，将所述第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能进行线性叠加，获得所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能；
根据所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能，在所述第一白车身有限元模型上布置多个阻尼片有限元模型，获得第二白车身有限元模型。
优选地，所述建立第一白车身有限元模型，包括：
在预设的有限元软件中，采用模块化的方式建立多个车身区域模型，并对每个所述车身区域模型配置属性参数；其中，所述车身区域模型包括：地板、前围板、备胎槽；
将多个所述车身区域模型进行组装，获得所述第一白车身有限元模型。
优选地，所述属性参数，包括：
厚度、材料属性、杨氏模量、泊松比、密度、焊接信息。
优选地，在所述根据预设频率范围，将所述第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能进行线性叠加之前，还包括：
获取所述目标车型车身的模态试验结果；
将所述模态应变能计算结果与所述模态试验结果进行对比验证；
若验证通过，则执行所述基于所述模态应变能计算结果，获得所述第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能的步骤。
优选地，所述目标频率范围为50Hz～500Hz。
优选地，所述多个阻尼片有限元模型的大小不同、或厚度不同、或材料不同。
优选地，所述根据所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能，在所述第一白车身有限元模型上布置多个阻尼片有限元模型，包括：
根据所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能的不同，在所述第一白车身有限元模型上布置不同的阻尼片有限元模型。
优选地，所述根据所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能的不同，在所述第一白车身有限元模型上布置不同的阻尼片有限元模型，包括：
对于所述第一白车身有限元模型中的综合模态应变能大于等于10000的区域，粘贴厚度为3mm的阻尼片；
对于所述第一白车身有限元模型中的综合模态应变能大于等于7000且小于10000的区域，粘贴厚度为2.5mm的阻尼片；
对于所述第一白车身有限元模型中的综合模态应变能大于等于4000且小于7000的区域，粘贴厚度为2mm的阻尼片。
优选地，在所述获得第二白车身有限元模型之后，还包括：
在所述第二白车身有限元模型上创建多个装饰件模型，获得TB有限元模型；其中，所述装饰件模型包括：车门、天窗、座椅、车窗、发动机盖、后备箱盖。
优选地，在所述获得TB有限元模型之后，还包括：
在所述TB有限元模型上，以悬置安装点或减振器安装点作为激励输入点，计算所述TB有限元模型中部分区域内节点的振动传递函数；
基于每个节点的振动传递函数，判断每个节点的振动速度是否达到要求；
若某一节点的振动速度未达到要求，则对该节点的所在区域从新布置所述阻尼片有限元模型。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、在本申请实施例中，公开了一种基于模态应变能的车身阻尼片布置的减振方法，包括：建立第一白车身有限元模型；对所述第一白车身有限元模型进行模态计算，并输出模态应变能计算结果；基于所述模态应变能计算结果，获得所述第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能；根据预设频率范围，将所述第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能进行线性叠加，获得所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能；根据所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能，在所述第一白车身有限元模型上布置多个阻尼片有限元模型，获得第二白车身有限元模型。本发明可以在汽车结构设计初期，通过BIW模态应变能计算布置相应的阻尼片，提前降低车身板件振动及辐射噪声，优化了汽车的NVH性能，如此，解决了现有技术中的车辆存在减振降噪效果不好的技术问题，实现了提高车辆的减振降噪效果的技术效果。
2、在本申请实施例中，通过在各个区域综合模态应变能的大小，设置不同大小和厚度的阻尼片，兼顾了性能和成本要求。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本申请实施例中一种基于模态应变能的车身阻尼片布置的减振方法的流程图；
图2为本申请实施例中某车型的综合模态应变能的分布云图；
图3为本申请实施例中某车型的备胎槽阻尼片布置方案的示意图；
图4为本申请实施例中某车型备胎槽上部分节点的平均振动传递函数对比的示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种基于模态应变能叠加的车身板件阻尼片布置方法，解决了现有技术中的车辆存在减振降噪效果不好的技术问题，实现了提高车辆的减振降噪效果的技术效果。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
一种基于模态应变能的车身阻尼片布置的减振方法，包括：建立第一白车身有限元模型；对所述第一白车身有限元模型进行模态计算，并输出模态应变能计算结果；基于所述模态应变能计算结果，获得所述第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能；根据预设频率范围，将所述第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能进行线性叠加，获得所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能；根据所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能，在所述第一白车身有限元模型上布置多个阻尼片有限元模型，获得第二白车身有限元模型。本发明可以在汽车结构设计初期，通过BIW模态应变能计算布置相应的阻尼片，提前降低车身板件振动及辐射噪声，优化了汽车的NVH性能，如此，解决了现有技术中的车辆存在减振降噪效果不好的技术问题，实现了提高车辆的减振降噪效果的技术效果。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
实施例一
为更好地解决汽车中低频的振动问题，本实施例提供了一种通过对车身结构中低频范围内的模态应变能进行计算，对各阶模态应变能进行叠加，通过综合模态应变能分布云图识别车身板件振动较大的区域，并布置不同面积、厚度、材料阻尼片的降低板件振动的方法。
如图1所示，本实施例提供了一种基于模态应变能的车身阻尼片布置的减振方法，包括：
步骤S101：建立第一白车身有限元模型。
在具体实施过程中，在步骤S101中，可以在汽车结构设计初期，建立白车身(BIW，Body in White)有限元模型，即获得第一白车身有限元模型，该模型是一仿真模型。
作为一种可选的实施例，步骤S101，包括：
在预设的有限元软件中，采用模块化的方式建立多个车身区域件模型，并对每个车身区域模型配置属性参数；将多个车身区域模型进行组装，获得第一白车身有限元模型。
其中，所述车身区域模型包括：地板、前围板、备胎槽、等板件。
其中，所述属性参数，包括：厚度、材料属性、杨氏模量、泊松比、密度、焊接信息(即：焊点和焊缝信息)等参数。
在具体实施过程中，所述预设的有限元软件，可以为HyperMesh。
HyperMesh是世界领先的、功能强大的CAE(Computer Aided Engineering，计算机辅助工程)应用软件包，也是一个创新、开放的企业级CAE平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有很高的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面。
在具体实施过程中，可以在有限元软件HyperMesh中采用模块化的方式建立地板、前围板、备胎槽、板件等区域模型，并组装建立白车身(BIW)有限元模型(即：第一白车身有限元模型)。读取整车BOM(Bill of Material，物料清单)表，给车身各个板件赋以相应厚度。建立材料属性，通常白车身为钢材，杨氏模量2.1e5，泊松比0.3，密度7.85e-9，其它材料建立对应的材料属性。读取焊点和焊缝信息，焊缝通常为二氧化碳保护焊，材料为钢材；点焊为电熔焊，质量为零。BIW网格质量满足常规工程计算要求。
步骤S102：对第一白车身有限元模型进行模态计算，并输出模态应变能计算结果。
模态，是结构系统的固有振动特性。线性系统的自由振动被解耦合为N个正交的单自由度振动系统，对应系统的N个模态。每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。通过结构模态分析法，可得出机械结构在某一易受影响的频率范围内各阶模态的振动特性，以及机械结构在此频段内及在内部或外部各种振源激励作用下的振动响应结果，再由模态分析法获得模态参数并结合相关试验，借助这些特有参数用于结构的重新设计。
在具体实施过程中，在步骤S102中，可以采用有限元求解器计算模态，并输出模态应变能计算结果，该结果是仿真结果。其中，所述有限元求解器可以采用nastran或optistruct等软件。
根据阻尼片特性，通常在中低频效果最佳，因此在车身上粘贴阻尼片通常主要是为了降低中低(例如：50Hz-500Hz)频率范围内的振动和噪声量级。因此，需要设置模态分析频率范围为50Hz-500Hz。
在具体实施过程中，可以在HyperMesh中设置模态分析输出内容，选择输出模态应变能。通常情况模态分析只需要输出模态位移，即可得出模态对应的振型。此处，为了合理的分析阻尼片布置位置，还需要输出各阶模态对应的应变能。
作为一种可选的实施例，在步骤S102之后(且在步骤S103之前)，还包括：
获取目标车型车身的模态试验结果；将模态应变能计算结果与模态试验结果进行对比验证；若验证通过，则执行步骤S103。
在具体实施过程中，可以事先对目标车型进行模态试验，获得模态试验结果。在执行步骤S103之前，先将模态应变能计算结果与模态试验结果进行对比验证，确保仿真模型(即：第一白车身有限元模型)的准确性。若仿真结果与试验误差大于5％时，需要对第一白车身有限元模型进行调整。
在验证通过后，则可以执行步骤S103。
步骤S103：基于模态应变能计算结果，获得第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能。
在具体实施过程中，可以事先对第一白车身有限元模型中进行区域划分，划分出多个不同的区域，再从模态应变能计算结果中，提取出每个区域的模态应变能。
步骤S104：根据预设频率范围，将第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能进行线性叠加，获得第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能。
在具体实施过程中，预设频率范围具体为：中低频率范围(例如：50Hz-500Hz)。
在具体实施过程中，在步骤S104中，可以在有限元后处理软件HyperView中查看模态应变能计算结果，并对中低频率范围(即：50Hz-500Hz)或关心频率范围内的各阶模态应变能进行线性叠加，获得各个区域的综合模态应变能。然后，根据各区域的综合模态应变能大小，用不同颜色进行标记。
举例来讲，可以设置综合模态应变能大于10000的区域标记为红色，可以设置综合模态应变能大于7000且小于等于10000的区域标记为黄色，可以设置综合模态应变能大于4000且小于等于7000的区域标记为浅蓝色。
举例来讲，如图2所示，图2为某车型的综合模态应变能的分布云图。在图2中，可以用不同的颜色标记出车身不同区域的综合模态应变能大小。
步骤S105：根据第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能，在第一白车身有限元模型上布置多个阻尼片有限元模型，获得第二白车身有限元模型。
作为一种可选的实施例，步骤S105，包括：
根据第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能的不同，在第一白车身有限元模型上布置不同的阻尼片有限元模型。
在具体实施过程中，阻尼片有限元模型用于模拟阻尼片。
具体来讲，所述不同的阻尼片有限元模型，具体包括：大小不同的阻尼片有限元模型(用于模拟大小不同的阻尼片)，或厚度不同的阻尼片有限元模型(用于模拟厚度不同的阻尼片)，或材料不同的阻尼片有限元模型(用于模拟材料不同的阻尼片)。
在具体实施过程中，可以根据应变能大小标记的区域颜色，可以根据第一车身有限元模型中每个区域标记的颜色，创建不同大小和/或不同厚度的阻尼片，其材料也可自行选择。
在本实施例中，通过在各个区域综合模态应变能的大小，设置不同大小和厚度的阻尼片，兼顾了性能和成本要求。
作为一种可选的实施例，所述根据第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能的不同，在第一白车身有限元模型上布置不同的阻尼片有限元模型，包括：
对于第一白车身有限元模型中的综合模态应变能大于等于p1的区域，粘贴厚度为a的阻尼片；对于第一白车身有限元模型中的综合模态应变能大于等于p2且小于p1的区域，粘贴厚度为b的阻尼片；对于第一白车身有限元模型中的综合模态应变能大于等于p3且小于p2的区域，粘贴厚度为c的阻尼片；其中，p1＞p2＞p3，a＞b＞c。
在具体实施过程中，p1、p2、p3的取值可以根据实际情况灵活设置，此处不做具体限定。同理，a、b、c的取值也可以根据实际情况灵活设置，此处不做具体限定。
举例来讲，在第一白车身有限元模型中，对于综合模态应变能大于等于10000的区域粘贴厚度3mm的阻尼片，对于综合模态应变能大于等于7000且小于10000的区域粘贴厚度2.5mm的阻尼片，对于综合模态应变能大于等于4000且小于7000的区域粘贴厚度2mm的阻尼片；这些阻尼片都是指有限元模型。
在具体实施过程中，阻尼片有限元模型可以通过复制待添加阻尼片的板件位置对应单元来建立，并通过网格节点重合的方式快速建模阻尼片模型，最后赋予阻尼片模型相应的材料参数。例如，杨氏模量2.1e4，泊松比0.49，密度1.3e-9。
举例来讲，如图3所示，在备胎槽上，在标红色的区域粘贴厚度3mm的阻尼片10，在标黄色的区域粘贴厚度2.5mm的阻尼片20，在标浅蓝色的区域粘贴厚度2mm的阻尼片30。
在本实施例中，可以在汽车结构设计初期，通过BIW模态应变能计算布置相应的阻尼片，提前降低车身板件振动及辐射噪声，优化了汽车的NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动、声振粗糙)性能。
作为一种可选的实施例，在步骤S105之后，还包括：
在第二白车身有限元模型上创建多个装饰件模型，获得TB(Trim Body，内饰车身)有限元模型。
在具体实施过程中，装饰件模型用于模拟汽车的装饰件，例如，车门、天窗、座椅、车窗、发动机盖、后备箱盖、内饰护板、等等。
作为一种可选的实施例，在获得TB有限元模型之后，还包括：
在TB有限元模型上，以悬置安装点或减振器安装点作为激励输入点，计算TB有限元模型中部分区域内节点的振动传递函数；基于每个节点的振动传递函数，判断每个节点的振动速度是否达到要求；若某一节点的振动速度未达到要求，则对该节点的所在区域从新布置所述阻尼片有限元模型。
板件的辐射声功率计算如等式(1)，其中，
为平均振动速度，σ为声辐射效率，ρ0为流体密度，c为流体流速，S为结构面积。
由等式(1)可以看出，通过控制传递函数可降低板件振动速度，进而有效控制车内噪声。
板件的振动速度可以通过激励点所受到的激励力和传递函数(表示：车身灵敏度)计算得到，如等式(2)，其中，Fi为激励力大小，Hi为传递函数。
在具体实施过程中，首先，在TB有限元模型上选择需要关注的部分节点(这些节点用于代表一些特定的区域)，在TB有限元模型上，以悬置安装点或减振器安装点作为激励输入点，计算TB有限元模型中部分节点的振动传递函数(可以多次计算,获得平均振动传递函数)；然后，基于等式(2)计算每个节点的振动速度；再然后，判断每个节点的振动速度是否达到要求；若某一节点的振动速度未达到要求(例如：某一节点的振动速度大于某一特定值)，则代表该节点所在区域的NVH不达标，则需要对该区域重新布置阻尼片有限元模型，直至该区域的每个节点的振动速度均达到要求。
举例来讲，可找出振动大的区域(即：振动速度大于某一特定值的区域)，对其中的阻尼片的布置方案从新设计优化，直至满足目标即可。
举例来讲，如图4所示，在TB有限元模型上，以后减振器安装点为激励加载点，选取备胎槽上的部分节点作为振动响应点，计算50Hz-500Hz的振动速度，输出各振动响应点的平均振动传递函数，与未加阻尼片之前，备胎槽部位的振动具有明显降低。
在具体实施过程中，在基于TB有限元模型进行模拟仿真时，当车身各区域的振动速度均达到要求时，则可以确定最终的阻尼片布置方案，此时，模拟仿真工作完成。在汽车实际制造时，则可以基于该方案在车身上布置阻尼片，如此，可有效地降低车身板件振动及辐射噪声，优化了汽车的NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动、声振粗糙)性能，提高了车辆的减振降噪效果。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
1、在本申请实施例中，公开了一种基于模态应变能的车身阻尼片布置的减振方法，包括：建立第一白车身有限元模型；对所述第一白车身有限元模型进行模态计算，并输出模态应变能计算结果；基于所述模态应变能计算结果，获得所述第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能；根据预设频率范围，将所述第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能进行线性叠加，获得所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能；根据所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能，在所述第一白车身有限元模型上布置多个阻尼片有限元模型，获得第二白车身有限元模型。本发明可以在汽车结构设计初期，通过BIW模态应变能计算布置相应的阻尼片，提前降低车身板件振动及辐射噪声，优化了汽车的NVH性能，如此，解决了现有技术中的车辆存在减振降噪效果不好的技术问题，实现了提高车辆的减振降噪效果的技术效果。
2、在本申请实施例中，通过在各个区域综合模态应变能的大小，设置不同大小和厚度的阻尼片，兼顾了性能和成本要求。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种基于模态应变能的车身阻尼片布置的减振方法，其特征在于，包括：
建立第一白车身有限元模型；
对所述第一白车身有限元模型进行模态计算，并输出模态应变能计算结果；
基于所述模态应变能计算结果，获得所述第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能；
根据预设频率范围，将所述第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能进行线性叠加，获得所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能；
根据所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能，在所述第一白车身有限元模型上布置多个阻尼片有限元模型，获得第二白车身有限元模型。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立第一白车身有限元模型，包括：
在预设的有限元软件中，采用模块化的方式建立多个车身区域模型，并对每个所述车身区域模型配置属性参数；其中，所述车身区域模型包括：地板、前围板、备胎槽；
将多个所述车身区域模型进行组装，获得所述第一白车身有限元模型。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述属性参数，包括：
厚度、材料属性、杨氏模量、泊松比、密度、焊接信息。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述根据预设频率范围，将所述第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能进行线性叠加之前，还包括：
获取所述目标车型车身的模态试验结果；
将所述模态应变能计算结果与所述模态试验结果进行对比验证；
若验证通过，则执行所述基于所述模态应变能计算结果，获得所述第一白车身有限元模型中的每个区域的模态应变能的步骤。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标频率范围为50Hz～500Hz。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个阻尼片有限元模型的大小不同、或厚度不同、或材料不同。
7.如权利要求1～6任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能，在所述第一白车身有限元模型上布置多个阻尼片有限元模型，包括：
根据所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能的不同，在所述第一白车身有限元模型上布置不同的阻尼片有限元模型。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一白车身有限元模型中的每个区域的综合模态应变能的不同，在所述第一白车身有限元模型上布置不同的阻尼片有限元模型，包括：
对于所述第一白车身有限元模型中的综合模态应变能大于等于10000的区域，粘贴厚度为3mm的阻尼片；
对于所述第一白车身有限元模型中的综合模态应变能大于等于7000且小于10000的区域，粘贴厚度为2.5mm的阻尼片；
对于所述第一白车身有限元模型中的综合模态应变能大于等于4000且小于7000的区域，粘贴厚度为2mm的阻尼片。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述获得第二白车身有限元模型之后，还包括：
在所述第二白车身有限元模型上创建多个装饰件模型，获得TB有限元模型；其中，所述装饰件模型包括：车门、天窗、座椅、车窗、发动机盖、后备箱盖。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述获得TB有限元模型之后，还包括：
在所述TB有限元模型上，以悬置安装点或减振器安装点作为激励输入点，计算所述TB有限元模型中部分区域内节点的振动传递函数；
基于每个节点的振动传递函数，判断每个节点的振动速度是否达到要求；
若某一节点的振动速度未达到要求，则对该节点的所在区域重新布置所述阻尼片有限元模型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010867863.4A CN112163268A (zh) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | 一种基于模态应变能叠加的车身板件阻尼片布置方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010867863.4A CN112163268A (zh) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | 一种基于模态应变能叠加的车身板件阻尼片布置方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112163268A true CN112163268A (zh) | 2021-01-01 |
Family
ID=73860220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010867863.4A Pending CN112163268A (zh) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | 一种基于模态应变能叠加的车身板件阻尼片布置方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112163268A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104965442A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-10-07 | 吉林大学 | 确定损耗因子频变自由阻尼层在白车身上粘贴位置的方法 |
| CN108847211A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-11-20 | 上海超颖声学科技有限公司 | 一种声学结构及其设计方法 |
| CN109284582A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-01-29 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种车身沥青阻尼胶轻量化布置优化方法 |
| CN109635507A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-04-16 | 汽-大众汽车有限公司 | 基于仿真与实验结合的汽车阻尼片的布置方法 |
-
2020
- 2020-08-26 CN CN202010867863.4A patent/CN112163268A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104965442A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-10-07 | 吉林大学 | 确定损耗因子频变自由阻尼层在白车身上粘贴位置的方法 |
| CN108847211A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-11-20 | 上海超颖声学科技有限公司 | 一种声学结构及其设计方法 |
| CN109284582A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-01-29 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种车身沥青阻尼胶轻量化布置优化方法 |
| CN109635507A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-04-16 | 汽-大众汽车有限公司 | 基于仿真与实验结合的汽车阻尼片的布置方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| F.HAN等: "PREDICTION OF FLOW INDUCED STRUCTURAL VIBRATION AND SOUND RADIATION", 《JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pang | Noise and vibration control in automotive bodies | |
| EP1524613A1 (en) | Optimising method for vibration damping | |
| Sung et al. | Component mode synthesis of a vehicle structural-acoustic system model | |
| Subramanian et al. | Optimization of damping treatment for structure borne noise reduction | |
| De Gaetano et al. | Multi-objective optimization of a vehicle body by combining gradient-based methods and vehicle concept modelling | |
| Han et al. | Interior sound field refinement of a passenger car using modified panel acoustic contribution analysis | |
| Subramanian et al. | Optimization of damping treatments for structure borne noise reductions | |
| Van der Auweraer et al. | Virtual prototyping for sound quality design of automobiles | |
| CN112163268A (zh) | 一种基于模态应变能叠加的车身板件阻尼片布置方法 | |
| CN111125953A (zh) | 一种备胎坑形貌的优化方法 | |
| Bhise et al. | Development of a parametric model for advanced vehicle design | |
| Campbell et al. | Structural-acoustic analysis for the prediction of vehicle body acoustic sensitivities | |
| Yang et al. | Mode calculation and testing of a car body in white | |
| Wyerman et al. | Automotive noise and vibration control practices in the new millennium | |
| Jans et al. | Reducing body development time by integrating NVH and durability analysis from the start | |
| Van der Auweraer et al. | New approaches enabling NVH analysis to lead design in body development | |
| Butkunas | Analysis of vehicle structures | |
| Chaudhari et al. | Noise and Vibration Prediction and Validation for Off-Highway Vehicle Cab Using Hybrid FE-SEA Methodology | |
| Li et al. | Lightweight Design of Commercial Vehicle Cab Based on Fatigue Durability. | |
| Donders et al. | Cae technologies for efficient vibro-acoustic vehicle design modification and optimization | |
| Lim | Case history: Finite element and experimental modeling approaches for automotive noise control problems | |
| WO2024009574A1 (ja) | 自動車車体設計方法、装置及びプログラム、並びに自動車車体の製造方法 | |
| Van der Auweraer et al. | Breakthrough technologies for virtual prototyping of automotive and aerospace structures | |
| Sahu et al. | Body in white mass reduction through Optimization | |
| Sharma et al. | Multidisciplinary design optimization of automobile tail door |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210101 |