CN113486449B - 一种同底盘车身传函目标的制定方法 - Google Patents

一种同底盘车身传函目标的制定方法 Download PDF

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Abstract

本发明适用于噪声处理技术改进领域,提供了一种同底盘车身传函目标的制定方法,包括:S1、利用同平台已有车型的实际载荷和工况计算获取噪声目标实现概率;S2、判断获取的目标实现概率是否满足目标;S3、判断传递函数目标是否能够实现;S4、判断是否存在噪声问题。通过该方法计算得出的传函目标,结合仿真分析结果,可以快速分析得出噪声传函的重要贡献路径,提高了传函分析方法在解决车身噪声问题中的分析效率和计算精度。

Description

一种同底盘车身传函目标的制定方法
技术领域
本发明属于噪声处理技术改进领域,尤其涉及一种同底盘车身传函目标的制定方法。
背景技术
噪声和振动对车内的传递过程可以抽象成“源-传递函数-响应”的数学和分析模型;这给分析和研究复杂的噪声振动传递问题带来极大的方便。噪声传递函数(NoiseTransfer Function,NTF)表示施加于汽车车身的输入激励载荷与车内噪声参考点输出噪声之间的对应函数关系。
目前传递函数仿真分析主要方法是通过搭建带内饰的车身有限元模型及声腔模型结合成为声固耦合模型,对其输入单位激励载荷,针对车内噪声参考点输出的噪声值进行分析得出对应函数关系;传统的传函优化方案主要是针对单位激励的响应进行优化,降低其响应值来控制车内噪声;传递函数分析和优化方法能反映激励点对参考点的噪声贡献情况,在一定程度上能有效指导优化车内的噪声传递问题。
传统的传递函数分析优化技术存在缺陷主要有:
1)优化分析方案存在一定局限性:传递函数的分析结果仅仅反映了输入与输出之间的一种函数关系,未能结合实际工况激励对应分析和预测;然而实际工况激励频谱特性与单位激励有较大差异,传统的传函分析方法在前期难以预测评估车内噪声。
2)优化手段缺少针对性:传统分析优化方法分析结果中,无法根据频率来定义传函的目标;实际载荷工况的不同激励对车内噪声的影响不一样,因此传函值高的频率段,车内噪声不一定高;就优化车内噪声而言,其针对性仍有所缺乏,导致传函优化方案无法优化噪声,优化设计效率低。
3)分析节点滞后:传统传递函数仿真分析优化依赖于内饰车身的搭建,内饰车身数据发布较晚,分析节点滞后,对开发项目前期的设计指导有所欠缺,设计阶段的噪声问题难以被暴露。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同底盘车身传函目标的制定方法,旨在解决传统车身传递函数分析时优化方向不明确的缺点,同时项目研发早期避免过多繁琐的计算和分析,提高计算效率,降低计算分析资源和成本,专利提出一种解决方案——一种同底盘车身传函目标的制定方法。该方法根据同平台已有车型的实际工况载荷,在开发同平台其他车型时候,结合期望的噪声峰值目标,制定出该平台的通用噪声传函仿真分析目标曲线,对所研车型的噪声传函分析时能有效控制车内噪声。该方法与传统方法相比,在同平台车型开发研究项目中,前期即可结合现有车型所测的实际工况载荷,对所设定的噪声目标值成功的概率进行估算;同时依据设定的噪声目标将分析得传函目标按频段进行分解,根据频段针对性的指导传函噪声的优化的技术问题。
本发明是这样实现的,一种同底盘车身传函目标的制定方法,所述同底盘车身传函目标的制定方法包括以下步骤:
S1、利用同平台已有车型的实际载荷和工况计算获取噪声目标实现概率;
S2、判断获取的目标实现概率是否满足目标,如满足,则将噪声传递函数仿真分析目标曲线分解得到传递函数目标并执行下一步,若不满足,则适当放宽传递函数上、下限目标提高噪声目标实现概率并返回步骤S1;
S3、判断传递函数目标是否能够实现,若能够实现,则按照目标控制传递函数进行分析获取分析结果进行优化传递函数及车内噪声并执行下一步,若不能够实现,则需要改变噪声目标决策并执行步骤S1;
S4、判断是否存在噪声问题,若无噪声,则结束本次操作,若有噪声,则按分解的目标优化传递函数并执行步骤S3。
本发明的进一步技术方案是:所述步骤S1中包括以下步骤:
S11、利用大量的随机函数作为样本进行检验传递函数目标预测噪声的准确性;
S12、根据大量的随机传递函数与激励计算出大量的随机噪声峰值时获得噪声峰值的分布概率;
S13、通过噪声峰值的分布概率判断传函目标预测的噪声峰值的实现概率。
本发明的进一步技术方案是:所述步骤S2中包括以下步骤:
S21、将获取的车内噪声传递函数仿真分析目标曲线分解成若干个频段;
S22、根据不通频段对应的实际激励获得所得分频段的传递函数目标;
S23、依据所得分频段传递函数目标与对车身的传递函数计算分析结果获得噪声传递函数的重要贡献路径;
S24、根据分频段传递函数目标与传递函数计算分析结果对车身进行优化并按照目标评估传递函数风险点的频段优化频段的传递路径及改善传递函数。
本发明的进一步技术方案是:所述步骤S11中包括以下步骤:
S111、根据噪声的计算公式获得传递函数的计算公式,噪声计算公式:
Figure BDA0003168307050000041
传递函数计算公式:
Figure BDA0003168307050000042
其中,N-总噪声,i-路径代号,k-路径数量,Ni-路径噪声,Fi-路径激励力,Ti-路径传递函数;
S112、在路径噪声的相位角和幅值相等时求得
Figure BDA0003168307050000043
从而得到
Figure BDA0003168307050000044
本发明的进一步技术方案是:根据传递函数计算式
Figure BDA0003168307050000045
得出当Fi过大时,则Ti必然过小,当Fi过小时,则Ti必然过大。
本发明的进一步技术方案是:依据传递函数的计算式通过增大或减小路径贡献量调整传递函数目标。
本发明的进一步技术方案是:所述步骤S23中依据路径贡献量的调节,对不同频段根据对应的激励自动调节得出安频段分解的传递函数目标。
本发明的进一步技术方案是:所述步骤S4中对非关键频段的传递函数目标宽松控制,对关键频段的传递函数目标严格控制进行精确的优化指导。
本发明的有益效果是:该方法分析的结果相对于常规传函目标而言,目标被分解成若干个频段,可以根据不同频段对应的载荷和响应进行调节和优化,精准解决关键噪声问题关键点,更好的指导车内噪声传函分析优化及改进。通过计算的传函目标,结合仿真分析结果,可以快速分析得出噪声传函的重要贡献路径,提高了传函分析方法在解决车身噪声问题中的分析效率和计算精度。利用同平台已有车型的特定工况载荷和所期望的噪声目标,计算分析得到同平台对应工况载荷下的噪声传函仿真目标曲线,为项目前期的决策提供有效的依据。
附图说明
图1是本发明实施例提供的某传函目标样本示意图。
图2是本发明实施例提供的某随机传函相位角样本示意图。
图3是本发明实施例提供的某随机传幅值样本示意图。
图4是本发明实施例提供的某传函目标计算1000次随机噪声噪声峰值分布示意图。
图5是本发明实施例提供的底盘车身传函目标分析技术流程图。
图6是本发明实施例提供的某车型车内噪声优化前后车内噪声分析对比示意图。
具体实施方式
如图1-6所示,为了解决传统车身传递函数分析时优化方向不明确的缺点,同时项目研发早期避免过多繁琐的计算和分析,提高计算效率,降低计算分析资源和成本,专利提出一种解决方案——一种同底盘车身传函目标的制定方法。该方法根据同平台已有车型的实际工况载荷,在开发同平台其他车型时候,结合期望的噪声峰值目标,制定出该平台的通用噪声传函仿真分析目标曲线,对所研车型的噪声传函分析时能有效控制车内噪声。该方法与传统方法相比,在同平台车型开发研究项目中,前期即可结合现有车型所测的实际工况载荷,对所设定的噪声目标值成功的概率进行估算;同时依据设定的噪声目标将分析得传函目标按频段进行分解,根据频段针对性的指导传函噪声的优化。
提出了一种解决方案——一种同底盘车身传函目标的制定方法和流程。该方法利用同平台已有车型的实际载荷和工况,计算出一套不同车身配置可通用的噪声传递函数仿真分析目标曲线。该方法求出的传函目标被分成若干频段,不同频段传函已经根据该处对应的实际激励进行自动调节,对不同频段的不同传函目标进行不同的确定,达到精确指导。
该方法的算法如下:
1.基本算法:
从噪声计算公式:
Figure BDA0003168307050000061
(式中:N-总噪声,i-路径代号,k-路径数量,Ni-路径噪声,Fi-路径激励力,Ti-路径传递函数)
可以得出传函的计算公式:
Figure BDA0003168307050000062
(其中Fi为已知量,Ni设置的噪声目标值)
假设所有的路径噪声的相位角和幅值都相等时,可求得
Figure BDA0003168307050000063
从而也求得
Figure BDA0003168307050000064
2.路径贡献量的调节
从传函目标计算公式
Figure BDA0003168307050000065
可以得出当Fi过大时,则Ti必然过小,这会导致传函难以达标;反之当Fi过小时,则Ti必然过大,这会导致其他传函目标整体下降。
为避免上述情况的发生,我们通过以下方法进行调节:
1)当Fi过大时,则增大该路径贡献量,即:
Figure BDA0003168307050000071
2)当Fi过小时,则减小该路径贡献量,即:
Figure BDA0003168307050000072
3.传函目标分频段
依据路径贡献量的调节,对不同频段根据对应的激励自动调节,可以得出按频段分解的传函目标,使得非关键频率段的传函目标适当宽松,而关键频率段的传函目标严格控制,更精确的指导优化。如图1所示。
4.传函目标的预测能力和检验方法
计算传函目标的最终目的是为了使噪声峰值不能超过某个设定值。然而计算出来的传函目标是否真的能保证噪声峰值不超过设定值,这就需要一种检验方法。
随机传函检验法:由于未来车型的传函是未知且形式多变的,可以采用大量的随机传函作为样本进行检验传函目标预测噪声的准确性。随机传函包括幅值的随机与相位角的随机。如图2、3所示。
每组随机传函与激励计算出一个噪声峰值,当计算出大量随机噪声峰值时就可以得到噪声峰值的分布概率,通过分布的概率即可判断传函目标预测的噪声峰值的实现概率。如图4所示。
本方法使用的先决条件有两个:1.同底盘平台;2.同一工况。
步骤1:传函目标制定和分析
利用该方法计算并制定传函目标。基于同平台已有车型的实际特定工况和激励,结合对所研车型的噪声目标值以及传函的计算频率范围,可以得出噪声峰值目标实现的概率。传函计算频率范围用以控制传函目标曲线的波动范围,对噪声目标的实现概率有影响。噪声峰值目标应该根据具体的工况和激励来设定,符合实际情况,否则目标难以实现。计算结束后可以得到噪声目标实现的概率,如若概率不理想,可以通过调整传函目标上、下限来提高概率。如若噪声目标的实现概率满足目标,可以评估所得的按频段分解的传函目标可行性。
步骤2:传函优化分析
依据所得分频段传函目标,结合对车身的传函分析结果,可以得出噪声传函的重要贡献路径。根据所得目标和传函计算分析结果优化车身,按照目标评估传函风险点的频段,优化其频段的传递路径,改善传函结果,优化车内噪声。
步骤3:传函噪声验算
对步骤2优化传函的方案进行噪声分析验算,评估该激励下的噪声值是否有所改善或噪声分析结果满足目标。如若噪声峰值都得到改善,说明其优化方案可行;如果噪声分析结果满足目标,表明当前车身状态传函满足要求。
本专利所提方法结合同一平台某款前驱乘用车传函优化分析实例来作进一步说明,根据该平台已有车型进行特定道路激励采集,使用该方法计算按频段分解的传函目标,结合研发车型的传函优化分析,对不满足目标的频段进行传函优化;根据优化方案对整车路噪进行验算。整车路噪验算结果对比如图5所示。从对比曲线可知,噪声仿真结果在40Hz处的峰值明显改善,表明所提方法对解决噪声问题具有较好的指导和针对性作用。如图6所示。
该方法利用同平台已有车型的特定工况载荷和所期望的噪声目标,计算分析得到同平台对应工况载荷下的噪声传函仿真目标曲线,为项目前期的决策提供有效的依据。
依据此方法分析的结果相对于常规传函目标而言,目标被分解成若干个频段,可以根据不同频段对应的载荷和响应进行调节和优化,精准解决关键噪声问题关键点,更好的指导车内噪声传函分析优化及改进。
本方法的工程应用性强。通过本发明计算的传函目标,结合仿真分析结果,可以快速分析得出噪声传函的重要贡献路径,提高了传函分析方法在解决车身噪声问题中的分析效率和计算精度。
本方法利用同平台已有车型的特定工况载荷和所期望的噪声目标,计算分析得到同平台对应工况载荷下的噪声传函仿真目标曲线,为项目前期的决策提供有效的依据。
依据此方法分析的结果相对于常规传函目标而言,目标被分解成若干个频段,可以根据不同频段对应的载荷和响应进行调节和优化,精准解决关键噪声问题关键点,更好的指导车内噪声传函分析优化及改进。
该方法的工程应用性强。通过该方法计算得出的传函目标,结合仿真分析结果,可以快速分析得出噪声传函的重要贡献路径,提高了传函分析方法在解决车身噪声问题中的分析效率和计算精度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,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、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种同底盘车身传函目标的制定方法,其特征在于,所述同底盘车身传函目标的制定方法包括以下步骤:
S1、利用同平台已有车型的实际载荷和工况计算获取噪声目标实现概率;
S2、判断获取的目标实现概率是否满足目标,如满足,则将噪声传递函数仿真分析目标曲线分解得到传递函数目标并执行下一步,若不满足,则适当放宽传递函数上、下限目标提高噪声目标实现概率并返回步骤S1;
S3、判断传递函数目标是否能够实现,若能够实现,则按照目标控制传递函数进行分析获取分析结果进行优化传递函数及车内噪声并执行下一步,若不能够实现,则需要改变噪声目标决策并执行步骤S1;
S4、判断是否存在噪声问题,若无噪声,则结束本次操作,若有噪声,则按分解的目标优化传递函数并执行步骤S3;
所述步骤S2中包括以下步骤:
S21、将获取的车内噪声传递函数仿真分析目标曲线分解成若干个频段;
S22、根据不同频段对应的实际激励获得所得分频段的传递函数目标;
S23、依据所得分频段传递函数目标与对车身的传递函数计算分析结果获得噪声传递函数的重要贡献路径;
S24、根据分频段传递函数目标与传递函数计算分析结果对车身进行优化并按照目标评估传递函数风险点的频段优化频段的传递路径及改善传递函数。
2.根据权利要求1所述的同底盘车身传函目标的制定方法,其特征在于,所述步骤S1中包括以下步骤:
S11、利用大量的随机函数作为样本进行检验传递函数目标预测噪声的准确性;
S12、根据大量的随机传递函数与激励计算出大量的随机噪声峰值时获得噪声峰值的分布概率;
S13、通过噪声峰值的分布概率判断传函目标预测的噪声峰值的实现概率。
3.根据权利要求2所述的同底盘车身传函目标的制定方法,其特征在于,所述步骤S11中还包括以下步骤:
S111、根据噪声的计算公式获得传递函数的计算公式,噪声计算公式:
Figure FDA0003823891960000021
传递函数计算公式:
Figure FDA0003823891960000022
其中,N-总噪声,i-路径代号,k-路径数量,Ni-路径噪声,Fi-路径激励力,Ti-路径传递函数;
S112、在路径噪声的相位角和幅值相等时求得
Figure FDA0003823891960000023
从而得到
Figure FDA0003823891960000024
4.根据权利要求3所述的同底盘车身传函目标的制定方法,其特征在于,根据传递函数计算式
Figure FDA0003823891960000025
得出当Fi过大时,则Ti必然过小,当Fi过小时,则Ti必然过大。
5.根据权利要求4所述的同底盘车身传函目标的制定方法,其特征在于,依据传递函数的计算式通过增大或减小路径贡献量调整传递函数目标。
6.根据权利要求5所述的同底盘车身传函目标的制定方法,其特征在于,所述步骤S23中依据路径贡献量的调节,对不同频段根据对应的激励自动调节得出按频段分解的传递函数目标。
7.根据权利要求6所述的同底盘车身传函目标的制定方法,其特征在于,所述步骤S4中对非关键频段的传递函数目标宽松控制,对关键频段的传递函数目标严格控制进行精确的优化指导。
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