CN116432316A - 一种汽车中频路噪优化方法、系统及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车中频路噪优化方法、系统及存储介质，属于NVH技术领域，所述方法具体为：建立整车有限元模型、声腔有限元模型和声学包有限元模型，并将三者耦合，形成中频路噪仿真模型；通过中频路噪仿真模型，获取车轮轮心到达到主驾驶右耳的噪声传递函数；筛选待优化的频率，根据所述噪声传递函数确定人耳响应的传递路径，对传递路径上的结构件进行模态分析，从而确定优化方案。本发明针对对汽车中频路噪的预测精度较差的问题，起到了能够全面快速地锁定峰值成因，提高查找精度，进而缩短前期优化和后期整改周期的效果。

Description

一种汽车中频路噪优化方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及汽车NVH技术领域，具体涉及汽车中频路噪的优化。
背景技术
汽车产业的竞争日益加剧，影响顾客购车意愿的因素除了品牌、价格、外观等因素，整车的NVH水平尤其是路噪水平成为了主要因素之一。
在项目开发前期，低频(<150Hz)路噪水平可通过有限元法(FEA)进行有效管控，原因是低频段噪声主要通过结构传播；高频(>600Hz)路噪水平可通过统计能量法(SEA)进行有效管控，原因是高频段噪声主要通过空气传播；而中频(150Hz～600Hz)路噪水平至今没有一个确定且高效的方法进行有效管控，原因是中频段噪声通过结构和空气同时传播，FEA方法由于计算能力的限制(频率越高，计算量程指数级增长)，而SEA方法又由于无法对结构响应进行精准预测而导致精度非常差。
现有技术之一提出了车内中频噪声分析方法及介质，建立用以表征基于空气路径进行噪声传递的统计能量分析SEA模型，并对所述SEA模型加载实际工况下的激励声载荷，以计算通过空气路径传递的噪声；建立用以表征基于结构路径进行噪声传递的有限元FE-SEA混合模型，并对所述FE-SEA混合模型加载实际工况下的激励力载荷，以计算通过结构路径传递的噪声；以及基于所述SEA模型和所述FE-SEA混合模型，进行车内中频噪声分析。
上述方法建模过程复杂，步骤繁琐，需要测量整车实际工况下车身外部声场的声压值作为激励声载荷，但在项目前期无法获得准确的激励声载荷，仿真结果的准确性难以保证。
现有技术之二提出了一种匀速工况下路噪结构声产生原因的排查方法，包括以下步骤：1)在设定路面上，确定相应频率范围内主观感知的路噪结构声，以及相应频率范围产生所述路噪结构声的设定部位；2)测试车辆在设定路面上匀速以第一设定速度工况下行驶，主观评价车内的路噪结构声的大小及类型；同时，测试车辆内的设定部位分别设置噪声传感器，分别采集所述设定路面上第一工况下的车内噪声曲线；3)将主观评价车内的路噪结构声大小及类型与相应的车内噪声曲线比对，确认在所述第一工况下相应频率范围内是否出现车内噪声峰值；若出现车内噪声峰值，确认测试数据与主观评价结果吻合，并确定步骤1)的设定部位；若没有出现车内噪声峰值，返回步骤2)；4)针对所述设定部位的各组成部件的静态模态测试结果，同时在所述设定路面上以第一设定速度工况下进行工作变形测试分析，并得到各组成部件的静态模态振型峰值与第一设定速度工况下的振动峰值；5)将所述振动峰值与所述车内噪声峰值进行比较，其中一致性较高的组成部件为路噪结构声产生的关键部件，并分析出车内噪声结构的关键传递路径。提出通过路噪结构声发生的频率段特性快速诊断问题以缩小排查范围，再通过一系列试验确定主要路径，该方法对工程师的经验水平具有较高的依赖性且需要通过多次实验，过程较为繁琐。
根据现有技术之二，在项目开发后期，整车中频路噪问题整改阶段，由于受到结构和声包的同时影响，很难确定哪种因素占据主导地位。此外，如果结构因素为主要因素，轮胎到人耳处的传播路径较多，很难排查哪条路径为主要路径。
现有技术之三提出了一种声固耦合系统噪声优化方法、系统及存储介质，步骤一、基于FE-SEA混合法建立车身模型，所述车身模型由子系统组成；步骤二、建立声腔模型；步骤三、将所述声腔模型与所述车身模型的子系统之间耦合连接，得到声固耦合车辆仿真模型；步骤四、对所述声固耦合车辆仿真模型施加激励，通过仿真模型得到不同工况下车内目标点的噪声；
步骤五、根据所述声固耦合车辆仿真模型进行声学响应分析，得到不同工况下各子系统对目标点的噪声声压贡献量；步骤六、根据所述子系统对目标点的噪声声压贡献量，找出子系统中影响噪声声压的关键子系统；步骤七、对所述关键子系统进行结构优化；步骤八、对优化后的车身模型重新返回步骤四，直到步骤四中目标点在不同激励、不同工况下的噪声声压均在预设阈值以下。
现有技术之三未考虑声学包对于模态优化的影响，导致预测峰值的精度较低。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种汽车中频路噪优化方法，以解决现有技术对汽车中频路噪的预测精度较差的问题；目的之二在于提供一种汽车中频路噪优化系统；目的之三在于提供一种计算机储存介质。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种汽车中频路噪优化方法，所述方法具体为：
建立整车有限元模型、声腔有限元模型和声学包有限元模型，并将三者耦合，形成中频路噪仿真模型；
通过中频路噪仿真模型，获取车轮轮心到达到主驾驶右耳的噪声传递函数；
筛选待优化的频率，根据所述噪声传递函数确定人耳响应的传递路径，对传递路径上的结构件进行振动分析，从而确定优化方案。
根据上述技术手段，将整车有限元模型与声腔、声学包相结合，兼顾了在中频的路噪是通过结构和空气同时传播，噪声的传递路径更加贴近实际情况，在此基础上获取的车轮轮心到达主驾驶右耳的噪声传递函数的精度较高，提高中频路噪的预测精度。同时以降低人耳的响应为优化目标，可快速锁定路噪传递的关键路径，从而基于传递路径上确定优化方案，进一步提高了预测精度以及缩短了预测周期。在轮心施加激励，考虑了悬架模态和衬套隔振对中频路噪的影响，增加了声学包建模，考虑了声学包对噪声传播路径的影响，使仿真状态更接近实际状态。
进一步，获得人耳响应的传递路径的方法为：
分别在所述中频路噪仿真模型的前轮和后轮施加激励力，计算前轮轮心、后轮轮心到主驾驶右耳的噪声传递函数；
比较后轮至主驾驶右耳的响应与前轮至主驾驶右耳的响应的大小，根据比较结果，确定所述传递路径。
进一步，所述结构件为车身系统上的钣金件以及悬架系统，所述悬架系统包括前悬架系统和后悬架系统。
进一步，若后轮至主驾驶右耳的响应大于前轮至主驾驶右耳的响应，则所述传递路径为后轮轮心、后悬架系统、车身系统、主驾驶右耳；若后轮至主驾驶右耳的响应小于前轮至主驾驶右耳的响应，则所述传递路径为前轮轮心、前悬架系统、车身系统、主驾驶右耳。
进一步，优化所述前悬架系统或者后悬架系统的方法为：
获得前悬架系统或者后悬架系统的所有衬套在待优化频率的整车坐标系下X、Y、Z三个方向的隔振性能，筛选出隔振性能小于预设的隔振性能阈值的衬套；
在所述中频路噪仿真模型的轮心的整车坐标系下X、Y、Z三个方向三个方向施加激励，将小于预设的隔振性能阈值的衬套的位置作为参考点，获取所述参考点的振动传递函数，若振动传递函数在待优化的频率存在峰值，则改善与衬套相连接的悬架系统的杆件的模态。
根据上述技术手段，可准确确定力在悬架系统中的主要传递路径，并快速查找出主要传递路径中的存在模态的杆件。
进一步，优化所述车身系统的方法为：
针对中频路噪仿真模型进行模态分析，筛选模态贡献率超过设定的贡献率阈值的钣金件，若所述钣金件在所述待优化的频率的模态阶次密集或模态特征为点状分布，在所述钣金件的对应位置增加声学包；若在该频段模态阵型单一，则改善所述钣金件的对应位置的模态。
根据上述技术手段，通过模态特征判断出钣金贡献率超过阈值的根本原因，快速锁定优化方向。
进一步，形成所述中频路噪仿真模型的方法为：
设定频率范围，针对所述整车有限元模型以及声腔模型进行模态求解，提取部件的模态结果以及声腔模型的模态结果，所述部件为与声腔直接耦合的结构件、通过声学包间接与声腔耦合的结构件或者以上两者的结合；
将所述整车有限元模型中的部件及声腔有限元模型相结合，并设置频谱、激励力、加载频率范围和求解类型；
建立声学包有限元模型，令声学包有限元模型与所述整车有限元模型中的部件及声腔有限元模型相结合后的有限模型耦合；
设置结构与声学包、声腔与声学包的耦合类型。
进一步，所述声学包采用基于阻抗缩减矩阵法建立。
根据上述技术手段，声学包采用缩减阻抗法建立在保证仿真模型精度的情况下缩短计算时间。
进一步，所述声腔有限元模型的建立方法为：
车身结构筛选：在已经建模完成的内饰车身模型中，将与车内空气直接接触的钣金和玻璃筛选出来；
CAS数据筛选：将前门内CAS数据、后门内CAS数据、仪表台内CAS数据、中控内CAS数据、后轮毂包内CAS数据和座椅外CAS数据筛选出来；
声腔分块：将整个声腔模型进行分块,分为前门外声腔、后门外声腔、前门内声腔、后门内声腔、背门外声腔、后轮毂包内声腔、后轮毂包外声腔、中控仪表板声腔、备胎池声腔、前排座椅声腔、后排座椅声腔和乘员舱声腔；
声腔建模：建立前门外声腔、后门外声腔、前门内声腔、后门内声腔、背门外声腔、后轮毂包内声腔、后轮毂包外声腔、中控仪表板声腔、备胎池声腔、前排座椅声腔、后排座椅声腔和乘员舱声腔；
声腔分离和连接：将建好的声腔分离，即两两声腔之间均不共节点，再根据内饰车身结构及声学包的分布对各声腔之间进行连接；
赋声腔材料属性，对连接完成的声腔赋予材料。
进一步，所述部件、声腔有限元模型和声学包有限元模型均输入Actran中。
一种汽车中频路噪优化系统，包括控制器和存储器，所述存储器内存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被调用时能执行上述的方法的步骤。
一种存储介质，其内存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被调用时能执行上述的方法的步骤。
本发明的有益效果：
本发明通过耦合整车有限元模型、声腔有限元模型和声学包有限元模型，得到中频路噪仿真模型，并通过获取车轮轮心到达到主驾驶右耳的噪声传递函数的方式，在前期对汽车中频路噪性能进行预测，并对路噪峰值原因进行查找，相比较与现有仿真方法对中频路噪预测精度较差的问题和现有中频路噪优化方法繁琐且对工程师经验要求高的问题，本发明能够全面快速地锁定峰值成因，并提高查找精度，进而缩短前期优化和后期整改周期。
附图说明
图1为本发明整体方法流程图；
图2为中频路噪仿真模型组成示意图；
图3为本方案详细流程图；
图4为与声腔耦合的部件示意图；
图5为前后轮心激励下前排人耳响应对比图，其中(a)为左前轮和左后轮X向至主驾驶右耳噪声传递函数，(b)为左前轮和左后轮Y向至主驾驶右耳噪声传递函数，(c)为左前轮和左后轮Z向至主驾驶右耳噪声传递函数；
图6为前排198Hz钣金贡献量示意图；
图7为前排198Hz方案验证示意图，其中(a)为前束调节杆衬套刚度对后轮X向至主驾驶右耳噪声传递函数的影响，(b)为前束调节杆衬套刚度对后轮Y向至主驾驶右耳噪声传递函数的影响，(c)为前束调节杆衬套刚度对后轮Z向至主驾驶右耳噪声传递函数的影响；
图8为前排274Hz方案验证示意图，其中(a)为前地板声学包对前轮X向至主驾驶右耳噪声传递函数的影响，(b)为前地板声学包对前轮Y向至主驾驶右耳噪声传递函数的影响。
具体实施方式
以下将参照附图和优选实施例来说明本发明技术方案的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例1
本实施例提出了一种汽车中频路噪优化方法，如图1和3所示，方法具体为：
S1：建立整车有限元模型、声腔有限元模型和声学包有限元模型，并将三者耦合，形成中频路噪仿真模型。中频路噪仿真模型的结构如图2所示。
整车有限元模型的建模：基于某车型整车CATIA数据，通过Hypermesh建立整车网格数据模型，建模方式和低频NVH整车模型建模方式相同，这里不做详细叙述，但在整车模型中无需建立声学包部分，整车模型中前后悬架的衬套刚度为衬套设计值300Hz的动刚度。
声腔有限元模型的建模：基于某车型整车内CAS数据并考虑到空气传播路径，通过Hypermesh建立声腔模型,声腔模型建模过程中要考虑的是声学包部分对声腔组成部分间连接关系的影响。如前门内外钣金之间的声腔和前门内钣金与内饰件之间的声腔，两个声腔之间的声音可通过前门内钣金上的安装孔传播，因此两个声腔之间在安装孔部分应共节点。前门内钣金与内饰件之间的声腔与乘员舱的声腔，由于前门内饰件内部存在吸音面，因此两个声腔在有吸音棉的部分是隔开的，而在音响位置是连接的。
声腔建模的具体方式为：
车身结构筛选：在已经建模完成的内饰车身模型中，将与车内空气直接接触的钣金和玻璃筛选出来；
CAS数据筛选：将前门内CAS数据、后门内CAS数据、仪表台内CAS数据、中控内CAS数据、后轮毂包内CAS数据和座椅外CAS数据筛选出来；
声腔分块：将整个声腔模型进行分块,分为前门外声腔、后门外声腔、前门内声腔、后门内声腔、背门外声腔、后轮毂包内声腔、后轮毂包外声腔、中控仪表板声腔、备胎池声腔、前排座椅声腔、后排座椅声腔和乘员舱声腔；
声腔建模：建立前门外声腔、后门外声腔、前门内声腔、后门内声腔、背门外声腔、后轮毂包内声腔、后轮毂包外声腔、中控仪表板声腔、备胎池声腔、前排座椅声腔、后排座椅声腔和乘员舱声腔；
声腔分离和连接：将建好的声腔分离，即两两声腔之间均不共节点，再根据内饰车身结构及声学包的分布对各声腔之间进行连接；
赋声腔材料属性，对连接完成的声腔赋予材料。
车身结构筛选中，将与车内空气直接接触的钣金和玻璃筛选出来，包括前风挡、流水槽、前壁板、侧围、A柱内钣金、B柱内钣金、后内轮毂包、后外轮毂包、前门内钣金、前门外钣金、前门玻璃、后门内钣金、后门外钣金、后门玻璃、背门内钣金、背门外钣金、背门玻璃、顶盖、天窗、地板，以及位于各零件之间的钣金件。
前门外声腔由前门外钣金和前门内钣金包围而成；后门外声腔由后门外钣金和后门内钣金包围而成；前门内声腔由前门内钣金和前门内CAS数据包围而成；后门内声腔由后门内钣金和后门内CAS数据包围而成；背门外声腔由背门外钣金和背门内钣金包围而成；后轮毂包内声腔由后内轮毂包钣金与后轮毂包内CAS数据包围而成；后轮毂包外声腔由后内轮毂包钣金、后外轮毂包钣金和后侧围包围而成；中控仪表板声腔由仪表台内CAS数据、中控内CAS数据、前地板钣金、前壁板钣金和A柱内钣金包围而成；备胎池声腔由备胎池盖板、后轮毂包内CAS数据和后地板钣金包围而成；前排座椅声腔由前排座椅外CAS数据包围而成；后排座椅声腔由后排座椅外CAS数据包围而成；乘员舱声腔由以上声腔的边界、前风挡、顶盖、天窗、前门玻璃、后门玻璃和后地板包围而成。
声腔连接包括:
连接1:中控仪表板声腔和乘员舱声腔在主驾驶和副驾驶脚踏位置的上方连接，局部共节点；
连接2：前门内声腔和前门外声腔在前门内钣金安装孔处连接，局部共节点；
连接3：后门内声腔和后门外声腔在前门内钣金安装孔处连接，局部共节点；
连接4：前门内声腔和乘员舱之间在音响安装位置处连接，局部共节点；
连接5：后门内声腔和乘员舱之间在音响安装位置处连接，局部共节点；
连接6：背门声腔和乘员舱在接触面连接，接触面整体共节点；
连接7：后排座椅的安装形式为，后排座椅坐盆通过卡扣和后地板直接接触，后排座椅声腔底部与乘员舱共用单元格，其余位置与乘员舱接触面处共节点；
连接8：前排座椅与乘员舱接触面处共节点；
连接9：后轮毂包内声腔与乘员舱声腔在音响处连接，局部共节点；
连接10：后轮毂包内声腔与备胎池声腔在备胎池声腔左右两侧处连接，局部共节点；
连接11：后轮毂包内声腔和后轮毂包外声腔在钣金孔洞处连接，局部共节点。
声学包有限元模型通过Actran软件基于阻抗缩减矩阵法(ZRED)原理建立，具体如下：基于整车声学包数据，通过Actran建立与声腔和结构耦合的声学包数据网格实体数据模型，建模过程中声学包采用参数化建模方式，建模方式如下：(1)导入声学包网格，为方便，可以用声学包所覆盖的钣金的网格代替；(2)创建复合声学包材料；(3)根据声学包实际组成情况，定义声学包模型的材料层数及各层的材料属性、厚度；(4)定义声学包的分析频率；(5)将参数化建模完成的声学包生成3D实体模型；(6)将建好的声学包模型导出。
在建立好三个有限元模型后，设定频率范围，针对整车有限元模型以及声腔模型进行模态求解，提取所述部件的模态结果以及声腔模型的模态结果，所述部件为与声腔直接耦合的结构件、通过声学包间接与声腔耦合的结构件或者以上两者的结合，具体的操作方式为：在建好的整车模型中将与声腔直接耦合的部件或通过声学包间接与声腔耦合的部件筛选出来，建立集合(SET)，集合(SET)的Card image设置为SET,此外在激励点位置建立临时节点的，将临时节点建立集合(SET)。集合(SET)的Card image设置为SET1，将上述分别建立集合(SET)并输出。如图4所示。然后基于Nastran对所建立的整车模型进行模态求解，模态求解范围为150-600Hz，结果文件只需要输出中所建立的SET部分即可，通过f06文件查看模态阶次数。
将整车有限元模型中的部件及声腔有限元模型相结合，并设置频谱、激励力、加载频率范围和求解类型，设置结构与声学包、声腔与声学包的耦合类型。具体的：将提取的与声腔间接或直接耦合的部件和所建立的声腔模型导入到Actran中。
设置频谱：在Tables模块设置激励力大小和加载频率范围，激励力的大小设置为1N，加载频率范围为100-700Hz。
设置求解类型：在Analysis模块中设置求解类型为Modal Frequency Response，并设置求解频率范围为150～600Hz及步长为1Hz、结构阻尼和声腔阻尼以列表的形式设置，如下：
结构阻尼：20Hz 0.1200Hz 0.08250Hz 0.06300Hz 0.04400Hz 0.02600Hz0.01800Hz；声腔阻尼：20Hz 0.04200Hz 0.035250Hz 0.025300Hz 0.02400Hz 0.015600Hz0.01800Hz；
设置组件：在Components模块中添加结构和声腔组件。
在modal_elastis中设置结构组件，设置模态文件类型为Nastran_OP2、模态文件名称为获得的模态结果文件的名称、模态数为f06文件中所统计的模态阶次数及模态文件所关联的车身结构。
在modal_acoustic中设置声腔组件，包括设置模态文件类型Nastran_OP2、模态文件名称为获得的模态结果文件的名称、模态数为f06文件中所统计的模态阶次数及模态文件所关联的声腔结构。
建立声学包有限元模型，令声学包有限元模型与所述整车有限元模型中的部件及声腔有限元模型相结合后的有限模型耦合，具体的耦合方式为：
设置耦合：将整车结构子系统中与声腔耦合的部分、声腔子系统和声学包子系统导入Actran中完成模型耦合设置。即在Connectors模块设置结构和声腔的耦合以及结构、声学包和声腔之间的耦合。其中，声学包和声腔的耦合类型设置为CAVITY_OPEN，声学包和结构的耦合类型设置为STRUCTURE_GLUED。
完成中频路噪仿真模型后，定义载荷：在Boundary Conditions模块中定义载荷，具体包括定义载荷的名称、加载点的位置为轮心、所引用的频谱为前面所创建的频谱等。
定义分析步骤：在Loadcase模块中定义分析步，具体包括定义分析步的名称、所关联的载荷为轮心载荷、载荷的参与因子为1等。
定义输出：在PostProcessing模块中定义输出，具体包括定义响应类型为声压输出，响应位置为声腔主驾驶右耳及左后排乘客右耳处。
导出文件并求解：将模型导出，用Actran求解器求解。
S2：通过中频路噪仿真模型，获取车轮轮心到达到主驾驶右耳的噪声传递函数。
在该步骤中，在中频路噪仿真模型的左前轮和左后轮施加单位力，从而计算左前轮和左后轮轮心到主驾驶右耳的噪声传递函数。
在该步骤中，由于在实际情况中，轮胎声腔模态和轮辋模态频率处轮心力较大，其余频率处轮系的输入较小,且随频率的升高，轮心力呈下降趋势。因此结果曲线的趋势可表征中频路噪趋势，但轮胎声腔模态和轮辋模态频率处除外。
因此在分析由于车轮总成模态求解：计算轮胎声腔模态和轮辋模态。路噪的建立来源于路面，轮胎声腔或轮辋模态会放大来自路面的激励，但优化方法是一样，从悬架和车身两个角度优化。
S3：筛选待优化的频率，根据噪声传递函数确定人耳响应的传递路径，对传递路径上的结构件进行模态分析，从而确定优化方案。
筛选待优化的频率：某车型要改善前排在198Hz和274Hz的粗糙路面的路噪水平，因此本专利以198Hz和274Hz为改善频率描述步骤3和步骤4的具体实现方式。
前排198Hz:
确定传递路径：基于步骤1建立的中频路噪仿真模型，在左前轮和左后轮分别施加单位力，计算左前轮和左后轮轮心到主驾驶右耳的噪声传递函数，经过对比，确定影响前排198Hz的传递路径。方法如下：
对比左前轮和左后轮到主驾驶右耳的噪声传递函数，如图5所示。由图可看出在前排198Hz左右，左后轮至主驾驶右耳的响应明显大于左前轮至主驾驶右耳的响应。因此影响人耳响应的的主要路径为左后轮轮心到主驾驶右耳处响应的路径，路径为：
轮心→后悬架系统→车身系统→主驾驶右耳
路径缺陷分析：
(1)后悬架系统分析：
(1.1)衬套隔振性能分析：
某车型后悬架系统与后副车及下车体的连接方式为：
后纵臂通过衬套和下车体连接，将此衬套命名为衬套1；
前束调节杆通过衬套和后副车架连接，将此衬套命名为衬套2；
下控制臂通过衬套和后副车架连接，将此衬套命名为衬套3；
上控制臂通过衬套和后副车架连接，将此衬套命名为衬套4；
后减震通过衬套和下车体连接，将此衬套命名为衬套5。
计算下车体及后副车架在衬套连接处X、Y、Z三个方向300Hz的动刚度。
根据公式1计算衬套1～5的隔振性能，公式如下：
Figure BDA0004182322470000101
其中：
τ代表衬套的隔振性能。τ越大，隔振性能越好；
Kbody代表下车体及后副车架在衬套连接处的动刚度；
Kcbush代表衬套的动刚度。
经过计算，衬套2和衬套3的Y、Z两个方向(整车坐标系)的隔振性能不足。
(1.2)悬架系统模态分析：
在轮心的三个方向进行单位力激励，在前束调节靠近衬套处、下控制臂靠近衬套处和后副车架靠近衬套处选取参考点，分别计算参考点的振动传递函数，如果参考点在198Hz存在峰值，则说明参考点所在结构件在198Hz存在模态。经过计算，前束调节杆上参考点的振动传递函数在198Hz存在峰值，即前束调节杆在198Hz存在模态。
(2)车身系统分析：
基于软件Actran钣金贡献量模块查看车身系统中对峰值贡献较大的钣金。计算中频仿真模型模态，通过模态结果分析该钣金对峰值产生影响的原因。若在该频段模态阶次密集或模态特征为点状分布，说明该钣金声辐射能力较强，应从声学包的角度优化；若在该频段模态阶次单一或模态阵型比较“纯”(“纯”表示阵型特征比较明显)，说明该钣金模态通过与声腔耦合影响该峰值，应从模态避频的角度优化。
其中，密集表示在频率范围内，模态数量多且每个模态之间的频率差较小，一般小于0.3Hz；
阵型单一指的是在该模态处模型上绝大多数(70-80％)单元节点的相位呈现一致性。
通过软件Actran钣金贡献量模块查看车身系统中对198Hz贡献较大的钣金为右后轮毂包，如图6所示，模态结果显示轮毂包为Y向模态，综合模态结果判断，在198Hz,轮毂包模态与声腔模态产生耦合，进而影响主驾驶右耳响应。
前排274Hz:
确定传递路径：基于步骤1建立的中频路噪分析模型，在左前轮和左后轮分别施加单位力，计算左前轮和左后轮轮心到主驾驶右耳的噪声传递函数，经过对比，确定影响前排274Hz的传递路径。方法如下
对比左前轮和左后轮到主驾驶右耳的噪声传递函数，如图5所示，由图可以看出，左前轮Y至主驾驶右耳的响应大于左后轮Y至主驾驶右耳的响应，其他两个方向水平相当。因此影响人耳响应的的主要路径为左前轮轮心到主驾驶右耳处响应的路径，路径为：
轮心→前悬架系统→车身系统→主驾驶右耳
路径缺陷分析：
(1)前悬架系统分析：
(1.1)衬套隔振性能分析：
某车型前悬架系统与后副车及下车体的连接方式为：下控制臂前端通过小衬套和前副车架连接，将此衬套命名为衬套6；下控制臂后端通过大衬套和前副车架连接，将此衬套命名为衬套7；前减震通过衬套和下车体连接，将此衬套命名为衬套8.
经过计算，衬套6的Y、Z两个方向(整车坐标系)的隔振性能不足。
(1.2)悬架系统模态分析：
在轮心的三个方向进行单位力激励，在下控制臂和前副车架靠近衬套处选取参考点，分别计算参考点的振动传递函数，经过计算，参考点的振动传递函数无明显峰值，说明在前悬架系统在274Hz不存在模态。
(2)车身系统分析：
通过软件Actran钣金贡献量模块查看车身系统中对274Hz贡献较大的钣金为后排乘客脚踏位置钣金，模态结果显示该位置的钣金在274Hz的模态较为密集且为点状分布，综合模态结果判断，在274Hz该钣金声辐射能力较强，进而影响主驾驶右耳响应。
步骤4，中频路噪峰值改善。
步骤3中针对主驾驶198Hz和274Hz峰值的成因进行了分解，现针对峰值成因分解结果进行优化并试验验证。
198Hz优化方案：(1)降低前束调节杆与后副车架连接衬套刚度；(2)降低下控制臂与后副车架连接衬套刚度；(3)改善前束调节杆和右后轮毂包模态。
试验验证：在试验车的后悬架系统中的前束调节杆处增加质量块扰动，198Hz峰值明显下降，如图7所示。
274Hz优化方案：(1)降低控制臂前端与前副车架连接小衬套刚度；(2)在后排乘客脚踏位置增加声学包。
试验验证：在试验车的后排乘客脚踏位置增加声学包，274Hz峰值明显下降，如图8所示。
实施例2
本实施例提出了一种汽车中频路噪优化系统，包括控制器和存储器，存储器内存储有计算机可读程序，计算机可读程序被调用时能执行如实施例1所述的方法的步骤。
计算机通常包括处理器和存储器，该存储器包括一个或多个形式的计算机可读介质，并且存储通过处理器可执行的指令，该指令用于执行各种操作，包括如本文所公开的。此外，计算机可以包括和/或被通信地连接到一个或多个其他计算装置，该一个或多个其他计算装置被包括在车辆中，用于监控和/或控制各种车辆部件。计算机通常被编程并且设置用于在控制器局域网(CAN)总线等上通信。
实施例3
本实施例提出了一种存储介质，其内存储有计算机可读程序，计算机可读程序被调用时能执行如实施例1所述的方法的步骤。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种汽车中频路噪优化方法，其特征在于：所述方法具体为：
建立整车有限元模型、声腔有限元模型和声学包有限元模型，并将三者耦合，形成中频路噪仿真模型；
通过中频路噪仿真模型，获取车轮轮心到达到主驾驶右耳的噪声传递函数；
筛选待优化的频率，根据所述噪声传递函数确定人耳响应的传递路径，对传递路径上的结构件进行振动分析，从而确定优化方案。
2.根据权利要求1所述的汽车中频路噪优化方法，其特征在于：获得人耳响应的传递路径的方法为：
分别在所述中频路噪仿真模型的前轮和后轮施加激励力，计算前轮轮心、后轮轮心到主驾驶右耳的噪声传递函数；
比较后轮至主驾驶右耳的响应与前轮至主驾驶右耳的响应的大小，根据比较结果，确定所述传递路径。
3.根据权利要求2所述的汽车中频路噪优化方法，其特征在于：所述结构件为车身系统上的钣金件以及悬架系统，所述悬架系统包括前悬架系统和后悬架系统。
4.根据权利要求3所述的汽车中频路噪优化方法，其特征在于：若后轮至主驾驶右耳的响应大于前轮至主驾驶右耳的响应，则所述传递路径为后轮轮心、后悬架系统、车身系统、主驾驶右耳；若后轮至主驾驶右耳的响应小于前轮至主驾驶右耳的响应，则所述传递路径为前轮轮心、前悬架系统、车身系统、主驾驶右耳。
5.根据权利要求4所述的汽车中频路噪优化方法，其特征在于：优化所述前悬架系统或者后悬架系统的方法为：
获得前悬架系统或者后悬架系统的所有衬套在待优化频率的整车坐标系下X、Y、Z三个方向的隔振性能，筛选出隔振性能小于预设的隔振性能阈值的衬套；
在所述中频路噪仿真模型的轮心的整车坐标系下X、Y、Z三个方向三个方向施加激励，将小于预设的隔振性能阈值的衬套的位置作为参考点，获取所述参考点的振动传递函数，若振动传递函数在待优化的频率存在峰值，则改善与衬套相连接的悬架系统的杆件的模态。
6.根据权利要求4所述的汽车中频路噪优化方法，其特征在于：优化所述车身系统的方法为：
针对中频路噪仿真模型进行模态分析，筛选模态贡献率超过设定的贡献率阈值的钣金件，若所述钣金件在所述待优化的频率的模态阶次密集或模态特征为点状分布，在所述钣金件的对应位置增加声学包；若在该频段模态阵型单一，则改善所述钣金件的对应位置的模态。
7.根据权利要求1所述的汽车中频路噪优化方法，其特征在于：形成所述中频路噪仿真模型的方法为：
设定频率范围，针对所述整车有限元模型以及声腔模型进行模态求解，提取部件的模态结果以及声腔模型的模态结果，所述部件为与声腔直接耦合的结构件、通过声学包间接与声腔耦合的结构件或者以上两者的结合；
将所述整车有限元模型中的部件及声腔有限元模型相结合，并设置频谱、激励力、加载频率范围和求解类型；
建立声学包有限元模型，令声学包有限元模型与所述整车有限元模型中的部件及声腔有限元模型相结合后的有限模型耦合；
设置结构与声学包、声腔与声学包的耦合类型。
8.根据权利要求7所述的汽车中频路噪优化方法，其特征在于：所述声学包有限元模型采用基于阻抗缩减矩阵法建立。
9.根据权利要求8所述的汽车中频路噪优化方法，其特征在于：所述部件、声腔有限元模型和声学包有限元模型均输入Actran中。
10.根据权利要求1所述的汽车中频路噪优化方法，其特征在于：所述声腔有限元模型的建立方法为：
车身结构筛选：在已经建模完成的内饰车身模型中，将与车内空气直接接触的钣金和玻璃筛选出来；
CAS数据筛选：将前门内CAS数据、后门内CAS数据、仪表台内CAS数据、中控内CAS数据、后轮毂包内CAS数据和座椅外CAS数据筛选出来；
声腔分块：将整个声腔模型进行分块,分为前门外声腔、后门外声腔、前门内声腔、后门内声腔、背门外声腔、后轮毂包内声腔、后轮毂包外声腔、中控仪表板声腔、备胎池声腔、前排座椅声腔、后排座椅声腔和乘员舱声腔；
声腔建模：建立前门外声腔、后门外声腔、前门内声腔、后门内声腔、背门外声腔、后轮毂包内声腔、后轮毂包外声腔、中控仪表板声腔、备胎池声腔、前排座椅声腔、后排座椅声腔和乘员舱声腔；
声腔分离和连接：将建好的声腔分离，即两两声腔之间均不共节点，再根据内饰车身结构及声学包的分布对各声腔之间进行连接；
赋声腔材料属性，对连接完成的声腔赋予材料。
11.一种汽车中频路噪优化系统，其特征在于：包括控制器和存储器，所述存储器内存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被调用时能执行如权利要求1至10任一所述的汽车中频路噪优化方法的步骤。
12.一种存储介质，其特征在于：其内存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被调用时能执行如权利要求1至10任一所述的汽车中频路噪优化方法的步骤。
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