CN113449445A - 一种车辆路噪分析方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆路噪分析方法、装置及存储介质，方法部分包括：根据包括轮胎模型的已有车辆有限元模型计算胎面位移‑轴节加速度传递函数，获取已有车辆匀速行驶时的多个轴节加速度，计算出胎面位移激励信号，根据胎面位移激励信号和包括轮胎模型的待开发车辆有限元模型计算待开发车辆的路噪，该方法计算车辆路噪的过程中增加了轮胎模型，提高了有限元模型的精度，充分考虑了与路面接触的轮胎部件的结构特性，使车辆路噪的计算结果更加准确。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆路噪分析方法、装置及存储介质。
背景技术
随着人们对车辆乘坐舒适性要求的不断提高，车辆制造商对车辆的舒适性能的关注度也越来越高，其中，车辆在行驶过程中所产生的车内噪声是影响汽车舒适性的一个重要因素，车内噪声来源多样化，有来源于车辆本身的噪音(如发动机噪音)，也有来源于外界环境的影响所产生的噪音，如车辆在行驶过程中由于路面激励引起的车内噪声，即路噪。
为有效降低路噪以提高车辆舒适性，一些生产厂家会在车辆研发过程中，通过建立车辆模型以进行车辆路噪仿真分析，进而在车辆设计制造前期根据分析结果来优化车辆的各个部件，以控制车辆路噪，从而提升车辆的舒适性。
现有技术中，车辆路噪仿真分析是建立已开发车辆的有限元模型，然后提取车辆轮心力并在车辆轴节上施加载荷，以计算出车辆路噪。该方法需要有开发车辆的实体车才可开展相关分析实验，不能在开发前期预测车辆路噪水平，存在很大局限性，此外，该方法建立的有限元模型是通过轮心激励来计算车辆路噪的，未考虑到车辆与路面接触的部件的结构特性，这将使路噪计算结果不够准确。
发明内容
本发明提供一种车辆路噪分析方法、装置及存储介质，以解决在没有待开发车辆实车的情况下，对待开发车辆的路噪进行预测的问题。
一种车辆路噪分析方法，包括：
根据已有车辆有限元模型计算胎面位移-轴节加速度传递函数，所述已有车辆有限元模型包括已有车辆的轮胎模型，胎面位移-轴节加速度传递函数为轮胎接地面到多个轴节处的位移振动传递函数；
获取所述已有车辆匀速行驶时的轴节加速度，所述轴节加速度为所述已有车辆中与所述多个轴节处相应的轴节处的加速度；
根据所述胎面位移-轴节加速度传递函数和所述轴节加速度计算出胎面位移激励信号；
根据所述胎面位移激励信号和待开发车辆有限元模型计算所述待开发车辆的路噪，所述待开发车辆有限元模型包括待开发的轮胎模型。
进一步地，根据所述胎面位移激励信号和待开发车辆有限元模型计算所述待开发车辆的路噪，包括：
选取每个所述待开发车辆的轮胎模型上的多个点作为激励信号输入点；
将所述胎面位移激励信号加载至所述待开发车辆有限元模型的所述激励信号输入点；
利用有限元分析软件计算所述待开发车辆的路噪。
进一步地，所述根据所述已有车辆有限元模型计算胎面位移-轴节加速度传递函数，包括：
选取所述已有车辆的轮胎模型上的m个接地点作为激励点，并选取所述已有车辆有限元模型的n个轴节处节点作为响应点；
确定所述m个激励点的位移激励，并获取所述n个响应点对应的节点加速度；
根据所述m个激励点的位移激励和所述n个响应点对应的节点加速度计算出所述胎面位移-轴节加速度传递函数。
进一步地，所述根据所述位移激励和所述n个响应点对应的节点加速度计算出所述胎面位移-轴节加速度传递函数，包括：
a.将目标位移激励分别施加在所述m个激励点中的目标激励点上，并计算所述n个响应点对应的节点加速度；
b.根据所述目标激励点的所述目标位移激励和所述n个响应点对应的节点加速度计算对应的胎面位移-轴节加速度传递函数；
c.依次选取所述m个激励点的其他激励点作为所述目标激励点，并循环步骤a-b，直至获得所有所述激励点和所述响应点对应的胎面位移-轴节加速度传递函数，以得到所述胎面位移-轴节加速度传递函数的矩阵。
进一步地，所述根据所述胎面位移-轴节加速度传递函数和所述轴节加速度计算出胎面位移激励信号，包括：
通过如下计算公式计算所述胎面位移激励信号：
F＝H-1A；
其中，所述F为所述胎面位移激励信号的矩阵，所述H为所述胎面位移-轴节加速度传递函数的矩阵，所述H-1为所述H的广义逆，所述A为多个所述轴节加速度的矩阵。
进一步地，所述获取所述已有车辆匀速行驶时的轴节加速度，包括：
获取所述已有车辆在不同行驶路面和行驶速度下所述已有车辆匀速行驶时的轴节加速度。
进一步地，所述胎面位移激励信号的计算公式为：F＝H-1A，其中，所述F为所述胎面位移激励信号的矩阵，所述H为所述胎面位移-轴节加速度传递函数的矩阵，所述H-1为所述H的广义逆，所述A为多个所述轴节加速度的矩阵。
进一步地，所述轮胎模型采用模态模型，所述轮胎模型包括轮胎、轮辋、轮胎空腔。
一种车辆路噪分析装置，包括：
第一计算模块，用于根据已有车辆有限元模型计算胎面位移-轴节加速度传递函数，所述已有车辆有限元模型包括已有车辆的轮胎模型，胎面位移-轴节加速度传递函数为轮胎接地面到多个轴节处的位移振动传递函数；
获取模块，用于获取所述已有车辆匀速行驶时的轴节加速度，所述轴节加速度为所述已有车辆中与所述多个轴节处相应的轴节处的加速度；；
第二计算模块，用于根据所述胎面位移-轴节加速度传递函数和所述轴节加速度计算出胎面位移激励信号；
第三计算模块，用于根据所述胎面位移激励信号和待开发车辆有限元模型计算所述待开发车辆的路噪，所述待开发车辆有限元模型包括待开发的轮胎模型。
一种车辆路噪分析装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述的车辆路噪分析方法的步骤。
一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的车辆路噪分析方法的步骤。
上述的车辆路噪分析方法、装置及存储介质所实现的一个方案中，通过包括轮胎模型的已有车辆有限元模型计算胎面位移-轴节加速度传递函数，然后获取已有车辆匀速行驶时的轴节加速度，根据胎面位移-轴节加速度传递函数和多个轴节加速度计算出胎面位移激励信号，再根据胎面位移激励信号和包括轮胎模型的待开发车辆有限元模型计算待开发车辆的路噪；本发明通过包括轮胎模型的已有车辆有限元模型并计算出胎面位移激励信号，在根据胎面位移激励信号和根据包括轮胎模型的待开发车辆有限元模型计算待开发车辆的路噪，解决了开发前期没有实车而无法获取路面激励的问题，在开发前期即可开展整车路噪仿真，不需要有待开发车辆的实体车才能进行路噪分析实验，进而根据路噪分析结果对待开发车辆的结构和性能进行优化，降低了无待开发车辆的实体车进行分析实验的困难，提高了待开发车辆的路噪性能，也提高了待开发车辆设计制造的进度；此外，该方法计算车辆路噪的过程中增加了轮胎模型，提高了有限元模型的精度，充分考虑了与路面接触的轮胎部件的结构特性，使车辆路噪的计算结果更加准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中车辆路噪分析方法的实现流程示意图；
图2是本发明一实施例中一轮胎模型激励点的选取示意图；
图3是本发明一实施例中一轮胎轴节处的响应点位置示意图；
图4是本发明一实施例中车辆在光滑路面匀速行驶的胎面位移激励信号示意图；
图5是本发明一实施例中车辆路噪分析方法步骤S40的实现流程示意图；
图6是本发明一实施例中车辆路噪分析装置的结构示意图；
图7是本发明另一实施例中车辆路噪分析装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在一实施例中，如图1所示，提供一种车辆路噪分析方法，以该方法应用在车辆路噪分析装置为例进行说明，包括如下步骤：
S10：根据已有车辆有限元模型计算胎面位移-轴节加速度传递函数，已有车辆有限元模型包括已有车辆的轮胎模型。
预先建立已有实体车辆的有限元模型作为已有车辆有限元模型，并根据已有车辆有限元模型计算出胎面位移-轴节加速度传递函数，胎面位移-轴节加速度传递函数为轮胎接地面到多个轴节处的位移振动传递函数，已有车辆有限元模型包括已有车辆的轮胎模型。
其中，胎面位移-轴节加速度传递函数获得方式可以为：在已有车辆有限元模型中选取轮胎与地面接触的多个接地点以测量接地点的位移，任意选取已有车辆有限元模型的多个轴节点以获取轴节处的加速度，模拟当多个某一个接地点位移时，多个轴节处的加速度响应情况，利用有限元分析软件进行分析，例如利用NASTRAN软件分别计算接地点到轴节处节点的胎面位移-轴节加速度传递函数。轮胎与地面接触的多个接地点可以是几个甚至是几十个。
已有车辆有限元模型包括已有车辆的轮胎模型，根据包含轮胎模型的已有车辆有限元模型能更加准确的模拟已有车辆在行驶时的实际振动情况，计算出更准确的已有车辆的胎面位移-轴节加速度传递函数，以便后续计算胎面位移激励信号时的提高数据的准确性。
本实施例中，利用有限元分析软件NASTRAN软件进行分析仅为示例性说明，在其他实施例中，有限元分析软件还可以是其他软件，在此不再赘述。
在一实施例中，建立包含轮胎模型的已有车辆有限元模型之后，步骤S10中，即根据已有车辆有限元模型计算胎面位移-轴节加速度传递函数，具体包括如下步骤：
S11：选取已有车辆的轮胎模型上的m个接地点作为激励点，并选取已有车辆有限元模型的n个轴节处节点作为响应点。
在已有车辆有限元模型的轮胎模型上选取m个轮胎与地面的接地点作为激励点，并选取已有车辆有限元模型的轴节上任意选取n个轴节处节点作为加速度的响应点，以便于后续根据激励点的位移来计算响应点的加速度。
S12：确定m个激励点的位移激励，并获取n个响应点对应的加速度。
分别确定m个激励点的位移激励，m个激励点的位移激励可以表示为一个矩阵P，P＝[x1 x2 … xm]，其中，xm表示第m个激励点的位移激励；获取n个响应点对应的节点加速度，n个响应点的节点加速度可以表示为一个矩阵Q，Q＝[a1 a2 … an]，其中，an表示第n个响应点的加速度。
例如，已有车辆有四个轮胎和四个轴节，即在已有车辆有限元模型的每个轮胎模型上选取4个轮胎与地面的接地点作为激励点，共16个激励点，即m为16，则P＝[x1 x2 …x16]，每个轮胎模型上激励点的分布情况可以如图2所示。在图2中，x轴方向为车辆的行驶方向，即x轴为车身水平方向；；z轴方向为已有车辆的垂直方向，即z轴为车身垂直方向；y轴与轮胎的轴心平行，即y轴垂直于车辆行驶方向。图2中x1、x2、x3、x4四个位置点为已有车辆有限元模型的每个轮胎模型上选取的4个轮胎与地面的接地点，即已有车辆中每个轮胎模型的四个激励点。
本实施例中，m为16，共有16个激励点仅为示例性说明，在其他实施例中，m还可以是其他数值，在此不再赘述。
例如，在已有车辆有限元模型每个轴节上选取4个节点作为响应点和加速度测量点，共16个响应点，即n为16，则Q＝[a1 a2 … a16]，每个轮胎模型上响应点的分布情况如图3所示，其中，中a1、a2、a3、a4四个位置点为已有车辆有限元模型每个轴节上选取的4个响应点。
本实施例中，n为16，共有16个响应点仅为示例性说明，在其他实施例中，n还可以是其他数值，在此不再赘述。
S13：根据所述m个激励点的位移激励和n个响应点对应的加速度计算出胎面位移-轴节加速度传递函数。
确定m个激励点的位移激励并获取n个响应点对应的加速度之后，根据位移激励，利用有限元分析软件NASTRAN分别计算每个激励点到每个响应点对应的胎面位移-轴节加速度传递函数，进而获得m个激励点分别到n个响应点的胎面位移-轴节加速度传递函数。
其中，在一实施例中，根据所述m个激励点的位移激励和n个响应点对应的加速度计算出胎面位移-轴节加速度传递函数，具体包括如下步骤：
a.将目标位移激励分别施加在m个激励点中的目标激励点上，并计算n个响应点对应的加速度；
确定m个激励点的位移激励之后，将m个激励点中的第m个激励点作为目标激励点，将第m个激励点的位移激励xm作为目标位移激励，在第m个激励点施加目标位移激励xm，此时，第1个响应点的加速度响应为a1，第n个响应点的加速度响应为an，则目标激励点对应的n个响应点的节点加速度为a1…an。
b.根据目标激励点的目标位移激励和n个响应点的节点加速度计算目标激励点对应的胎面位移-轴节加速度传递函数。
c.依次选取所述m个激励点的其他激励点作为目标激励点，并循环步骤a-b，直至获得所有激励点和响应点对应的胎面位移-轴节加速度传递函数，以得到所述胎面位移-轴节加速度传递函数的矩阵。
依次选取m个激励点的其他激励点作为目标激励点，并循环步骤a-b，直至获得所有激励点对所有响应点的对应的胎面位移-轴节加速度传递函数，其中，计算公式可以为：hmn＝an/xm，其中，xm为第m个激励点的位移激励，an为第n个响应点的节点加速度，hmn为第m个激励点到第n个响应点之间的胎面位移-轴节加速度传递函数。将所有激励点对所有响应点的对应的胎面位移-轴节加速度传递函数按照顺序组合成胎面位移-轴节加速度传递函数的矩阵H，其中H可表示为：
例如，在m个激励点中的第1个激励点上施加位移激励x1，分别计算n个响应点对应的加速度，第1个激励点对应的第1个响应点的加速度为a1，则h11＝a1/x1，第n个加速度为an，则h1n＝an/x1；在m个激励点中的第m个激励点施加位移激励xm，第m个激励点对应的第1个响应点的加速度为a1，则hm1＝a1/xm，第n个加速度为an，则hmn＝an/xm，从第一个激励点依次改变至第m个激励点，直到获得所有激励点对应的所有响应点加速度，并形成胎面位移-轴节加速度传递函数的矩阵H。
S20：获取已有车辆匀速行驶时的轴节加速度。
在根据已有车辆有限元模型计算胎面位移-轴节加速度传递函数之后，获取已有车辆匀速行驶时已有车辆的轴节加速度，其中，该轴节加速度为该已有车辆中，与前述步骤1计算胎面位移-轴节加速度传递函数时采用的轴节相对应的轴节的加速度。
已有车辆匀速行驶时已有车辆的多个轴节加速度获取的方法可以为：选取上述已有车辆的实车，在已有车辆的轴节处布置加速度传感器，每个轴节布置多个加速度传感器，然后测量已有车辆在测试路面匀速行驶时的加速度传感器的振动信号，得到多个轴节处对应的加速度，作为轴节加速度。
其中，多个轴节处安装加速度传感器的位置与步骤S10中选取的轴节处激励点一一对应，每个轮胎的轴节加速度传感器布置位置如图3所示。
例如，步骤S10中选取了n个轴节处的响应点作为加速度响应点，则在n个轴节处的响应点对应的已有车辆实车的轴节处布置加速度传感器，当已有车辆以某一速度匀速行驶于测试路面上时，测试此状态下n个轴节加速度传感器的加速度信号，加速度信号的矩阵
其中
表示第n个节点处测试获取的加速度信号。
其中，本实施例中，在轴节处对应安装的加速度传感器以三向加速度传感器为例，以提高测量轴节加速度的精度。
在其他实施例中，加速度传感器还可以是其他类似的加速度感应器，在此不再赘述。
在另一实施例中，获取已有车辆匀速行驶时的轴节加速度指的是获取已有车辆在不同行驶路面和行驶速度下已有车辆匀速行驶时的轴节加速度。
在获取已有车辆匀速行驶时已有车辆的多个轴节加速度时，还可以根据所述加速度传感器的振动信号，获取已有车辆在不同行驶路面(光滑路面、不光滑路面等)和不同行驶速度下已有车辆匀速行驶时的对应的轴节加速度。
其中，根据加速度传感器的振动信号，获取在不同行驶路面和行驶速度下已有车辆匀速行驶时的轴节加速度，获取方法包括如下步骤：
d.固定已有车辆的行驶路面。
例如，将已有车辆的行驶路面固定为光滑路面。
e.固定已有车辆的行驶速度。
例如，将已有车辆的行驶速度固定为v。
f.测量已有车辆在行驶速度下加速度传感器的振动信号，以获取行驶速度下的轴节加速度。
测量已有车辆在光滑路面的以行驶速度v匀速行驶时的加速度传感器的振动信号，以获取已有车辆以行驶速度v匀速行驶时多个轴节处对应的加速度。
g.改变行驶速度，循环步骤e-f，获取不同行驶速度下的轴节加速度。
例如，将行驶速度依次改变为v1、v2、v3…vn，循环步骤e-f，则可以获取在光滑路面下，获得已有车辆分别以v1、v2、v3…vn匀速行驶时对应的多个轴节加速度。
h.改变行驶路面，循环步骤d-g，获取不同行驶路面和行驶速度下的轴节加速度。
例如，获得已有车辆在光滑路面上以不同行驶速度匀速行驶时的对应的多个轴节加速度后，将行驶路面改为不光滑路面，循环步骤d-g，可以在获得已有车辆在不光滑路面上以不同行驶速度匀速行驶时的对应的多个轴节加速度，从而获取不同行驶路面和行驶速度下匀速行驶的对应轴节加速度。
本实施例中，通过获取已有车辆在不同行驶路面和不同行驶速度下已有车辆匀速行驶时的对应的轴节加速度，提高了轴节加速度的多样性，以便后续计算出的胎面位移激励信号更加多样化，使得计算出的路噪更贴近车辆的实际路噪情况。
S30：根据胎面位移-轴节加速度传递函数和轴节加速度计算出胎面位移激励信号。
在根据已有车辆有限元模型计算处胎面位移-轴节加速度传递函数，并根据已有车辆实车测试获取已有车辆匀速行驶时的多个轴节加速度之后，根据获得的胎面位移-轴节加速度传递函数和对应的多个轴节加速度计算出胎面位移激励信号，胎面位移激励信号即为胎面激励点的位移。
通过如下计算公式计算胎面位移激励信号：
F＝H-1A；
其中，F为胎面位移激励信号的矩阵，H为胎面位移-轴节加速度传递函数的矩阵，H-1为H的广义逆，A为多个轴节加速度的矩阵，其中，
fm表示轮胎上第m个节点的处胎面位移-轴节加速度传递函数。
例如，车辆在光滑路面上以60千米/小时的速度匀速行驶，测试该状态下16个轴节处的轴节加速度，此时
根据测试的轴节处的矩阵A和计算得到的胎面位移-轴节加速度传递函数的矩阵H，计算胎面位移激励信号的矩阵F，后续将得到的位移激励信号施加在未开发完成车型的模型上，计算待开发车辆的车内噪声响应。
根据已有车辆在光滑路面匀速行驶时测试的轴节处的矩阵A和得到的胎面位移-轴节加速度传递函数的矩阵H，计算获得已有车辆在光滑路面匀速行驶的胎面位移激励信号结果可以如图4所示，在图4中，Smooth-Road为测试的行驶路面为光滑路面，Displacement为位移，DisplacementX为在x轴方向(车身水平方向)的胎面位移激励信号，单位为m；DisplacementZ为在z轴方向(车身垂直方向)的胎面位移激励信号，单位为mm。
S40：根据胎面位移激励信号和待开发车辆有限元模型计算待开发车辆的路噪，待开发车辆有限元模型包括待开发的轮胎模型。
根据胎面位移-轴节加速度传递函数和轴节加速度计算出胎面位移激励信号之后，将胎面位移激励信号F加载至预先建立的待开发车辆有限元模型中，利用有限元分析软件计算车内噪声响应，以获得待开发车辆的路噪，以便于车辆开发人员根据获得的待开发车辆的路噪改变待开发车辆的结构和制造材料，以提高车辆的性能。
本实施例中，通过包括轮胎模型的已有车辆有限元模型计算胎面位移-轴节加速度传递函数，然后获取已有车辆匀速行驶时的多个轴节加速度，根据胎面位移-轴节加速度传递函数和多个轴节加速度计算出胎面位移激励信号，再根据胎面位移激励信号和包括轮胎模型的待开发车辆有限元模型计算待开发车辆的路噪；本发明通过包括轮胎模型的已有车辆有限元模型并计算出胎面位移激励信号，在根据胎面位移激励信号和根据包括轮胎模型的待开发车辆有限元模型计算待开发车辆的路噪，解决了开发前期没有实车而无法获取路面激励的问题，在开发前期即可开展整车路噪仿真，不需要有待开发车辆的实体车才能进行路噪分析实验，进而根据路噪分析结果对待开发车辆的结构和性能进行优化，降低了无待开发车辆的实体车进行分析实验的困难，提高了待开发车辆的路噪性能，也提高了待开发车辆设计制造的进度；此外，该方法计算车辆路噪的过程中增加了轮胎模型，提高了有限元模型的精度，充分考虑了与路面接触的轮胎部件的结构特性，使车辆路噪的计算结果更加准确。
在一实施例中，所述轮胎模型采用模态模型，所述轮胎模型包括轮胎、轮辋、轮胎空腔。
已有车辆有限元模型的轮胎模型和待开发车辆有限元模型的轮胎模型都采用模态模型，两者的轮胎模型包括了轮胎、轮辋、轮胎空腔等特征，此外，两者的轮胎模型还包括质量矩阵、刚度矩阵以及阻尼矩阵。
本实施中，已有车辆有限元模型的轮胎模型和待开发车辆有限元模型的轮胎模型都采用模态模型，轮胎模型包括轮胎、轮辋、轮胎空腔，提高了有限元模型的精度，以便于提高胎面位移-轴节加速度传递函数和胎面位移激励信号的准确性，使利用已有车辆有限元模型计算胎面位移-轴节加速度传递函数的过程更贴合车辆在行驶时的实际振动情况，有利于后续根据胎面位移激励信号计算出待开发车辆的路噪，从而根据待开发车辆的路噪提高待开发车辆的性能。
在一实施例中，根据胎面位移-轴节加速度传递函数和轴节加速度计算出胎面位移激励信号之后，如图5所示，步骤S40中，即根据胎面位移激励信号和待开发车辆有限元模型计算待开发车辆的路噪，具体包括如下步骤：
S41：选取每个待开发车辆的轮胎模型上的多个点作为激励信号输入点。
在待开发车辆有限元模型的轮胎模型上，选取多个点作为激励信号输入点，以便后续将计算获得的胎面位移激励信号输入待开发车辆有限元模型的激励信号输入点中，从而获得待开发车辆的路噪。
S42：将胎面位移激励信号加载至待开发车辆有限元模型的激励信号输入点。
选取每个待开发车辆的轮胎模型上的多个点作为激励信号输入点之后，将计算获得的胎面位移激励信号加载输入到待开发车辆有限元模型中轮胎模型的激励信号输入点中，以便后续通过计算获得待开发车辆的路噪。
S43：利用有限元分析软件计算待开发车辆的路噪。
将计算获得的胎面位移激励信号加载输入到待开发车辆有限元模型中轮胎模型的激励信号输入点之后，利用有限元分析软件，例如NASTRAN软件计算车内噪声响应，以获得待开发车辆的路噪，以便于车辆开发人员根据获得的待开发车辆的路噪改变待开发车辆的结构和制造材料，以提高车辆的性能。
其中，待开发车辆的轮胎模型上的激励信号输入点可以与已有车辆的轮胎模型上的接地点相同，也可以不与已有车辆的轮胎模型上的接地点相同。
本实施中，通过选取每个待开发车辆的轮胎模型上的多个点作为激励信号输入点，将胎面位移激励信号加载至待开发车辆有限元模型的激励信号输入点，最后利用有限元分析软件计算待开发车辆的路噪，进一步细化了获得待开发车辆路噪的过程，将胎面位移激励信号输入选取的激励信号输入点中以获得待开发车辆路噪，提升了待开发车辆路噪的准确度和多种可能性，不需要有待开发车辆的实体车才能进行路噪分析实验，进而根据路噪分析结果对待开发车辆的结构和性能进行优化，降低了无待开发车辆的实体车进行分析实验的困难，提高了待开发车辆的性能。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在一实施例中，提供一种车辆路噪分析装置，该车辆路噪分析装置与上述实施例中车辆路噪分析方法一一对应。如图6所示，该车辆路噪分析装置包括第一计算模块601、获取模块602、第二计算模块603和第三计算模块604。
各功能模块详细说明如下：
第一计算模块601，用于根据已有车辆有限元模型计算胎面位移-轴节加速度传递函数，所述已有车辆有限元模型包括已有车辆的轮胎模型，胎面位移-轴节加速度传递函数为轮胎接地面到多个轴节处的位移振动传递函数；
获取模块602，用于获取所述已有车辆匀速行驶时的轴节加速度，所述轴节加速度为所述已有车辆中与所述多个轴节处相应的轴节处的加速度；
第二计算模块603，用于根据胎面位移-轴节加速度传递函数和轴节加速度计算出胎面位移激励信号；
第三计算模块604，用于根据胎面位移激励信号和待开发车辆有限元模型计算待开发车辆的路噪，待开发车辆有限元模型包括待开发的轮胎模型。
在一实施例中，所述第三计算模块604具体用于：
选取每个所述待开发车辆的轮胎模型上的多个点作为激励信号输入点；
将所述胎面位移激励信号加载至所述待开发车辆有限元模型的所述激励信号输入点；
利用有限元分析软件计算所述待开发车辆的路噪。
其中，所述第一计算模块601具体用于：
选取所述已有车辆的轮胎模型上的m个接地点作为激励点，并选取所述已有车辆有限元模型的n个轴节处节点作为响应点；
确定所述m个激励点的位移激励，并获取所述n个响应点对应的节点加速度；
根据所述m个激励点的位移激励和所述n个响应点对应的节点加速度计算出所述胎面位移-轴节加速度传递函数。
在一实施例中，第一计算模块601还具体用于：
a.将目标位移激励分别施加在所述m个激励点中的目标激励点上，并计算所述n个响应点对应的节点加速度；
b.根据所述目标激励点的所述目标位移激励和所述n个响应点对应的节点加速度计算对应的胎面位移-轴节加速度传递函数；
c.依次选取所述m个激励点的其他激励点作为所述目标激励点，并循环步骤a-b，直至获得所有所述激励点和所述响应点对应的胎面位移-轴节加速度传递函数，以得到所述胎面位移-轴节加速度传递函数的矩阵。
在一实施例中，所述第二计算模块603具体用于：
通过如下计算公式计算所述胎面位移激励信号：
F＝H-1A；
其中，所述F为所述胎面位移激励信号的矩阵，所述H为所述胎面位移-轴节加速度传递函数的矩阵，所述H-1为所述H的广义逆，所述A为多个所述轴节加速度的矩阵。
在一实施例中，所述获取模块602具体用于：
获取所述已有车辆在不同行驶路面和行驶速度下所述已有车辆匀速行驶时的轴节加速度。
其中，所述轮胎模型采用模态模型，所述轮胎模型包括轮胎、轮辋、轮胎空腔。
关于车辆路噪分析装置的具体限定可以参见上文中对于车辆路噪分析方法的限定，在此不再赘述。上述车辆路噪分析装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种车辆路噪分析装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
根据已有车辆有限元模型计算胎面位移-轴节加速度传递函数，所述已有车辆有限元模型包括已有车辆的轮胎模型，胎面位移-轴节加速度传递函数为轮胎接地面到多个轴节处的位移振动传递函数；
获取所述已有车辆匀速行驶时的轴节加速度，所述轴节加速度为所述已有车辆中与所述多个轴节处相应的轴节处的加速度；
根据所述胎面位移-轴节加速度传递函数和所述轴节加速度计算出胎面位移激励信号；
根据所述胎面位移激励信号和待开发车辆有限元模型计算所述待开发车辆的路噪，所述待开发车辆有限元模型包括待开发的轮胎模型。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
根据已有车辆有限元模型计算胎面位移-轴节加速度传递函数，所述已有车辆有限元模型包括已有车辆的轮胎模型，胎面位移-轴节加速度传递函数为轮胎接地面到多个轴节处的位移振动传递函数；
获取所述已有车辆匀速行驶时的轴节加速度，所述轴节加速度为所述已有车辆中与所述多个轴节处相应的轴节处的加速度；
根据所述胎面位移-轴节加速度传递函数和所述轴节加速度计算出胎面位移激励信号；
根据所述胎面位移激励信号和待开发车辆有限元模型计算所述待开发车辆的路噪，所述待开发车辆有限元模型包括待开发的轮胎模型。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种车辆路噪分析方法，其特征在于，包括：
根据已有车辆有限元模型计算胎面位移-轴节加速度传递函数，所述已有车辆有限元模型包括已有车辆的轮胎模型，胎面位移-轴节加速度传递函数为轮胎接地面到多个轴节处的位移振动传递函数；
获取所述已有车辆匀速行驶时的轴节加速度，所述轴节加速度为所述已有车辆中与所述多个轴节处相应的轴节处的加速度；
根据所述胎面位移-轴节加速度传递函数和所述轴节加速度计算出胎面位移激励信号；
根据所述胎面位移激励信号和待开发车辆有限元模型计算所述待开发车辆的路噪，所述待开发车辆有限元模型包括待开发的轮胎模型。
2.如权利要求1所述的车辆路噪分析方法，其特征在于，根据所述胎面位移激励信号和待开发车辆有限元模型计算所述待开发车辆的路噪，包括：
选取每个所述待开发车辆的轮胎模型上的多个点作为激励信号输入点；
将所述胎面位移激励信号加载至所述待开发车辆有限元模型的所述激励信号输入点；
利用有限元分析软件计算所述待开发车辆的路噪。
3.如权利要求2所述的车辆路噪分析方法，其特征在于，所述根据所述已有车辆有限元模型计算胎面位移-轴节加速度传递函数，包括：
选取所述已有车辆的轮胎模型上的m个接地点作为激励点，并选取所述已有车辆有限元模型的n个轴节处节点作为响应点；
确定所述m个激励点的位移激励，并获取所述n个响应点对应的节点加速度；
根据所述m个激励点的位移激励和所述n个响应点对应的节点加速度计算出所述胎面位移-轴节加速度传递函数。
4.如权利要求3所述的车辆路噪分析方法，其特征在于，所述根据所述位移激励和所述n个响应点对应的节点加速度计算出所述胎面位移-轴节加速度传递函数，包括：
a.将目标位移激励分别施加在所述m个激励点中的目标激励点上，并计算所述n个响应点对应的节点加速度；
b.根据所述目标激励点的所述目标位移激励和所述n个响应点对应的节点加速度计算对应的胎面位移-轴节加速度传递函数；
c.依次选取所述m个激励点的其他激励点作为所述目标激励点，并循环步骤a-b，直至获得所有所述激励点和所述响应点对应的胎面位移-轴节加速度传递函数，以得到所述胎面位移-轴节加速度传递函数的矩阵。
5.如权利要求4所述的车辆路噪分析方法，其特征在于，所述根据所述胎面位移-轴节加速度传递函数和所述轴节加速度计算出胎面位移激励信号，包括：
通过如下计算公式计算所述胎面位移激励信号：
F＝H-1A；
其中，所述F为所述胎面位移激励信号的矩阵，所述H为所述胎面位移-轴节加速度传递函数的矩阵，所述H-1为所述H的广义逆，所述A为多个所述轴节加速度的矩阵。
6.如权利要求1-5任一项所述的车辆路噪分析方法，其特征在于，所述获取所述已有车辆匀速行驶时的轴节加速度，包括：
获取所述已有车辆在不同行驶路面和行驶速度下所述已有车辆匀速行驶时的轴节加速度。
7.如权利要求1-5任一项所述的车辆路噪分析方法，其特征在于，所述轮胎模型采用模态模型，所述轮胎模型包括轮胎、轮辋、轮胎空腔。
8.一种车辆路噪分析装置，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于根据已有车辆有限元模型计算胎面位移-轴节加速度传递函数，所述已有车辆有限元模型包括已有车辆的轮胎模型，胎面位移-轴节加速度传递函数为轮胎接地面到多个轴节处的位移振动传递函数；
获取模块，用于获取所述已有车辆匀速行驶时的轴节加速度，所述轴节加速度为所述已有车辆中与所述多个轴节处相应的轴节处的加速度；
第二计算模块，用于根据所述胎面位移-轴节加速度传递函数和所述轴节加速度计算出胎面位移激励信号；
第三计算模块，用于根据所述胎面位移激励信号和待开发车辆有限元模型计算所述待开发车辆的路噪，所述待开发车辆有限元模型包括待开发的轮胎模型。
9.一种车辆路噪分析装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述车辆路噪分析方法的步骤。
10.一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述车辆路噪分析方法的步骤。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6134957A (en) * | 1997-07-16 | 2000-10-24 | Ford Global Technologies, Inc. | Multiple degree-of-freedom tire modeling method and system for use with a vehicle spindle-coupled simulator |
| US20120316800A1 (en) * | 2011-06-07 | 2012-12-13 | Gregory David Shteinhauz | System for predicting vehicle vibration or acoustic response |
| CN105473988A (zh) * | 2013-06-21 | 2016-04-06 | 布鲁尔及凯尔声音及振动测量公司 | 确定机动车辆的噪声源的噪声声音贡献的方法 |
| US20180127012A1 (en) * | 2016-11-10 | 2018-05-10 | Ford Global Technologies, Llc | Wheeled personal transportation device |
| CN110243609A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-09-17 | 武汉理工大学 | 一种结构路噪传递函数测试方法 |
-
2020
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6134957A (en) * | 1997-07-16 | 2000-10-24 | Ford Global Technologies, Inc. | Multiple degree-of-freedom tire modeling method and system for use with a vehicle spindle-coupled simulator |
| US20120316800A1 (en) * | 2011-06-07 | 2012-12-13 | Gregory David Shteinhauz | System for predicting vehicle vibration or acoustic response |
| CN105473988A (zh) * | 2013-06-21 | 2016-04-06 | 布鲁尔及凯尔声音及振动测量公司 | 确定机动车辆的噪声源的噪声声音贡献的方法 |
| US20180127012A1 (en) * | 2016-11-10 | 2018-05-10 | Ford Global Technologies, Llc | Wheeled personal transportation device |
| CN110243609A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-09-17 | 武汉理工大学 | 一种结构路噪传递函数测试方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| KRISHNA R. DUBBAKA 等: "Application of Noise Path Target Setting Using the Technique of Transfer Path Analysis", 《SAE TECHNICAL PAPER SERIES》, 5 May 2003 (2003-05-05), pages 1 - 15 * |
| 刘念斯 等: "OTPA结合传函分析在路噪研究中的应用", 《科学技术与工程》, vol. 17, no. 12, 28 April 2017 (2017-04-28), pages 14 - 20 * |
| 宫唤春: "整车路面噪声仿真分析", 《汽车工程师》, no. 8, 25 August 2018 (2018-08-25), pages 24 - 26 * |
| 王万英 等: "轮胎振动噪声结构传递路径分析", 《振动与冲击》, vol. 29, no. 6, 25 June 2010 (2010-06-25), pages 88 - 91 * |
Also Published As
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