JP2015011567A - Car body characteristic analytic method and car body characteristic analytic auxiliary - Google Patents

Car body characteristic analytic method and car body characteristic analytic auxiliary Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To analyze characteristics of vibration and noise of a car body by using a MATV method for utilizing the analytic result for designing a car body and the like.SOLUTION: A modal acoustic transmit vector (MATV), a mode pungency factor (MPF), and acoustic sensitivity (p) which is a product of the MATV and the MPF on an observation point of the car body are determined on the basis of car body acoustic data and structure data, and an element of the acoustic sensitivity (p) is analyzed. Relative values of the modal acoustic transmit vector (MATV) in resonance frequency of the acoustic sensitivity (p) and the mode pungency factor (MPF) in resonance frequency of the acoustic sensitivity are extracted. Comparing the respective relative values, the larger relative value is determined that it has higher resonance contribution.

Description

本発明は、ＭＡＴＶ手法を利用した車体特性分析方法及び車体特性分析補助装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle body characteristic analysis method using a MATV method and a vehicle body characteristic analysis auxiliary device.

従来、自動車の車体などの構造物の設計を支援する技術として、コンピュータで作成される設計モデルを解析し最適化することで、最適構造を求めるという技術が知られている。例えば、特許文献１には、構造部分の振動と音場となる空間の音響によって生じる騒音について考慮し、例えば、自動車のキャビンの内部の騒音を低減しようとする技術として、モデルを用いた構造と音響の解析により騒音を低減可能な最適構造を求めて自動車の車体の構造設計を支援する構造設計支援システムが開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique for supporting the design of a structure such as an automobile body, a technique for obtaining an optimal structure by analyzing and optimizing a design model created by a computer is known. For example, Patent Document 1 considers the noise generated by the vibration of the structural portion and the sound of the space as the sound field. For example, as a technique for reducing noise inside the cabin of an automobile, a structure using a model A structural design support system that supports the structural design of a car body of an automobile in search of an optimal structure capable of reducing noise by acoustic analysis is disclosed.

この特許文献１の構造設計支援システムでは、計算モデル生成手段で設計対象となる車体の構造の計算モデルを生成し、この計算モデルに対して、構造系解析手段及び音響系解析手段により構造系の固有値解析、音響系の固有値解析をそれぞれ実行する。また、音評価手段で計算モデル内の評価点での音のレベルを計算し、この音のレベルが所望の値以上の場合に、構造音響連成特性評価指標計算手段が構造音響連成特性を評価する指標を計算する。そして、この構造音響連成特性を評価する指標に対する感度を感度計算手段で計算して、その感度に基づいて、構造最適化手段が設計対象となる車体の構造を変更する。   In the structural design support system of this Patent Document 1, a calculation model generation unit generates a calculation model of the structure of a vehicle body to be designed, and the structural system analysis unit and acoustic system analysis unit are used to generate a structural system model. Eigenvalue analysis and acoustic system eigenvalue analysis are executed. In addition, the sound evaluation means calculates the sound level at the evaluation point in the calculation model, and when the sound level exceeds a desired value, the structural acoustic coupling characteristic evaluation index calculation means calculates the structural acoustic coupling characteristic. Calculate the indicator to be evaluated. And the sensitivity with respect to the parameter | index which evaluates this structural acoustic coupling characteristic is calculated with a sensitivity calculation means, Based on the sensitivity, a structure optimization means changes the structure of the vehicle body used as a design object.

特許文献１の技術によれば、構造と音響の連成方程式を解くことなく構造音響連成特性を評価する指標の最適化により騒音を低減可能な最適構造を求められるようになり、モデルを用いた構造と音響の解析の効率化を図り、これにより車両開発の効率向上を実現することができるとされている。   According to the technique of Patent Document 1, an optimum structure capable of reducing noise can be obtained by optimizing an index for evaluating a structural acoustic coupling characteristic without solving a coupled structure-acoustic equation. It is said that the efficiency of vehicle structure and sound analysis can be improved, thereby improving the efficiency of vehicle development.

一方、非特許文献１には、ＣＡＥ（Computer-Aided Engineering methods）の技術として、ＡＴＶ（Acoustic Transfer Vector；音響伝達ベクトル）及びＭＡＴＶ（Modal Acoustic Transfer Vector ；モーダル音響伝達ベクトル）を利用して、自動車の車体の振動や騒音を分析する技術が記載され、この分析結果を車体の設計変更や最適化へ利用することが提案されている。また、非特許文献２には、ＡＴＶ及びＭＡＴＶを利用して、エンジン騒音を数値モデル化して評価できるようにする技術が記載され、この結果を自動車用エンジンの設計に利用することが提案されている。   On the other hand, in Non-Patent Document 1, as a CAE (Computer-Aided Engineering methods) technique, an ATV (Acoustic Transfer Vector) and a MATV (Modal Acoustic Transfer Vector) are used for automobiles. A technique for analyzing the vibration and noise of a vehicle body is described, and it is proposed to use the analysis result for design change and optimization of the vehicle body. Non-Patent Document 2 describes a technique that enables engine noise to be numerically modeled and evaluated using ATV and MATV, and proposes that this result be used for the design of an automobile engine. Yes.

特開２００８−２３４５８９号公報JP 2008-234589 A

CAE Technologies for Efficient Vibro -Acoustic Vehicle Design Modification and Optimization S. Donders, L. Hermans, E. Nauwelaerts , S. Chojin, LMS International , Belgium B. Pluymers, W. Desmet, Katholieke Universiteit Leuven, Belgium ISMA 2008 ［平成２５年３月２７日検索］、インターネット〈URL：http://www.isma-isaac.be/publications /PMA_MOD_publications /ISMA2008/isma2008_0475.pdf〉CAE Technologies for Efficient Vibro -Acoustic Vehicle Design Modification and Optimization S. Donders, L. Hermans, E. Nauwelaerts, S. Chojin, LMS International, Belgium B. Pluymers, W. Desmet, Katholieke Universiteit Leuven, Belgium ISMA 2008 [Heisei 25 Search on March 27, 2009] Internet <URL: http://www.isma-isaac.be/publications / PMA_MOD_publications /ISMA2008/isma2008_0475.pdf> Acoustic Transfer Vectors for Numerical Modeling of Engine Noise Francois Gerard , Michel Tournour , Naji El Masri and Luc Cremers , LMS International ,Leuven, Belgium Mario Felice and Abbas Selmane , Ford Motor Company , Dearborn, Michigan SOUND AND VIBRATION /JULY 2002 ［平成２５年３月２７日検索］、インターネット〈URL：http://www.sandv.com/downloads/0207gera.pdf〉Acoustic Transfer Vectors for Numerical Modeling of Engine Noise Francois Gerard, Michel Tournour, Naji El Masri and Luc Cremers, LMS International, Leuven, Belgium Mario Felice and Abbas Selmane, Ford Motor Company, Dearborn, Michigan SOUND AND VIBRATION / JULY 2002 [2013 Search on March 27, 2008], Internet <URL: http://www.sandv.com/downloads/0207gera.pdf>

上述の非特許文献１，２には、ＡＴＶ及びＭＡＴＶを用いた手法（以下、単にＭＡＴＶ手法と呼ぶ）を利用して、自動車の車体の振動や騒音を分析することやエンジン騒音を数値モデル化して評価することは記載されているが、その結果を車体を設計変更や最適化や、自動車用エンジンの設計にどのように利用するかまでは具体的には記載されていない。
この点、上述の特許文献１には、自動車の車体の振動や騒音を分析した結果を、車体の設計等にどのように利用するかという観点から記載されている。 In the above-mentioned Non-Patent Documents 1 and 2, a method using ATV and MATV (hereinafter simply referred to as a MATV method) is used to analyze vibrations and noise of a car body of a car and to numerically model engine noise. However, it does not specifically describe how to use the results for design change or optimization, or for the design of automobile engines.
In this regard, the above-mentioned Patent Document 1 describes from the viewpoint of how to use the result of analyzing vibration and noise of the body of an automobile for the design of the body.

そこで、ＭＡＴＶ手法を利用した自動車等の車体の振動や騒音の分析について、車体の設計等へ具体的に利用することができる分析手法の開発が望まれている。
本発明は、かかる課題に鑑み創案されたもので、ＭＡＴＶ手法を利用して自動車等の車体の振動や騒音の特性を分析して車体の設計等に具体的に利用することができるようにした、車体特性分析方法及び車体特性分析補助装置を提供することを目的としている。 Therefore, it is desired to develop an analysis method that can be specifically used for vehicle body design or the like for analysis of vibration and noise of a vehicle body such as an automobile using the MATV method.
The present invention was devised in view of such problems, and can be used specifically for designing a vehicle body by analyzing vibration and noise characteristics of a vehicle body such as an automobile using the MATV method. It is an object of the present invention to provide a vehicle body characteristic analysis method and a vehicle body characteristic analysis auxiliary device.

（１）上述の目的を達成するために、本発明の車体特性分析方法は、車体の音響データ及び構造データに基づいて、モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）及びモード刺激係数（ＭＰＦ）を求め、前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）と前記モード刺激係数（ＭＰＦ）との積として前記車体の観測点における音響感度（ｐ）を求めて、前記音響感度（ｐ）の要因を分析する車体特性分析方法であって、前記音響感度（ｐ）の共振周波数における前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）の相対値と前記モード刺激係数（ＭＰＦ）の相対値とを抽出する抽出ステップと、前記抽出ステップにより抽出されたそれぞれの相対値を比較して、前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）及び前記モード刺激係数（ＭＰＦ）のうち相対値の大きい方を、共振寄与度が高いと判定する判定ステップと、を有することを特徴としている。   (1) In order to achieve the above-mentioned object, the vehicle body characteristic analysis method of the present invention obtains a modal acoustic transfer vector (MATV) and a mode stimulation coefficient (MPF) based on acoustic data and structural data of the vehicle body, In a vehicle body characteristic analysis method, an acoustic sensitivity (p) at an observation point of the vehicle body is obtained as a product of a modal acoustic transmission vector (MATV) and the mode stimulation coefficient (MPF), and a factor of the acoustic sensitivity (p) is analyzed. An extraction step for extracting a relative value of the modal acoustic transfer vector (MATV) and a relative value of the mode stimulation coefficient (MPF) at the resonance frequency of the acoustic sensitivity (p), and extraction by the extraction step. The relative values are compared, and the relative value of the modal acoustic transfer vector (MATV) and the mode stimulation coefficient (MPF) is large. Gastric way, is characterized by having a determination step of determining that there is a high resonant contribution.

（２）前記音響データにかかる音響モデル及び前記構造データにかかる構造モデルは、前記車体を、多数の要素に分割されたパネルが複数組み合わされた集合体として構成され、前記音響モデル及び前記構造モデルに基づいて求めた前記車体の構造固有モード（Φ）及び音響伝達関数（ＡＴＶ）から、前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）を、前記各パネル単位で演算する演算ステップと、前記演算ステップにより演算された前記各パネルの前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）を合算したトータルモーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶTotal）の共振周波数における、前記各パネルの前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）の相対値を抽出する第２の抽出ステップと、前記第２の抽出ステップにより抽出されたそれぞれの相対値を比較して、相対値の大きいパネルを共振寄与度が高いと判定する第２の判定ステップと、を更に有することが好ましい。 (2) The acoustic model related to the acoustic data and the structural model related to the structural data are configured such that the vehicle body is formed as an assembly in which a plurality of panels divided into a plurality of elements are combined, and the acoustic model and the structural model The modal acoustic transfer vector (MATV) is calculated for each panel unit from the structural eigenmode (Φ) and acoustic transfer function (ATV) of the vehicle body determined based on And extracting a relative value of the modal sound transfer vector (MATV) of each panel at a resonance frequency of a total modal sound transfer vector (MATV Total ) obtained by adding the modal sound transfer vectors (MATV) of the panels. And the respective phases extracted by the second extraction step Compare the value, a second determination step of determining that there is a high large panel resonance contribution of relative value, preferably further comprising a.

（３）前記第２の判定ステップにおいて共振寄与度が高いと判定したパネルについて、前記トータルモーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶTotal）の共振周波数における、前記各パネルの前記構造固有モード（Φ）の相対値と、前記音響伝達関数（ＡＴＶ）の相対値とを抽出する第３の抽出ステップと、前記第３の抽出ステップにより抽出されたそれぞれの相対値を比較して、前記構造固有モード（Φ）及び前記音響伝達関数（ＡＴＶ）のうち相対値の大きい方を、共振寄与度が高いと判定する第３の判定ステップと、を更に有することが好ましい。 (3) Relative value of the structural eigenmode (Φ) of each panel at the resonance frequency of the total modal acoustic transfer vector (MATV Total ) for the panel determined to have a high resonance contribution in the second determination step And a third extraction step for extracting a relative value of the acoustic transfer function (ATV) and a relative value extracted by the third extraction step, and the structure eigenmode (Φ) and It is preferable that the method further includes a third determination step in which one having a larger relative value in the acoustic transfer function (ATV) is determined as having a high resonance contribution.

（４）また、上述の目的を達成するために、本発明の車体特性分析補助装置は、車体の音響データ及び構造データに基づいて、モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）及びモード刺激係数（ＭＰＦ）を求め、前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）と前記モード刺激係数（ＭＰＦ）との積として前記車体の観測点における音響感度（ｐ）を求めて、前記音響感度（ｐ）の要因を分析する車体特性分析補助装置であって、前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）の値の周波数ごとの相対値を演算すると共に、周波数ごとに得られる前記モード刺激係数（ＭＰＦ）の値の周波数ごとの相対値を演算する演算手段と、前記音響感度（ｐ）と、前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）の相対値と、前記モード刺激係数（ＭＰＦ）の相対値とを、いずれも周波数対応で並列して表示する表示手段と、を有することを特徴としている。   (4) In order to achieve the above-mentioned object, the vehicle body characteristic analysis auxiliary device of the present invention calculates a modal acoustic transfer vector (MATV) and a mode stimulation coefficient (MPF) based on the acoustic data and structural data of the vehicle body. A vehicle body characteristic for analyzing a factor of the acoustic sensitivity (p) by obtaining an acoustic sensitivity (p) at an observation point of the vehicle body as a product of the modal acoustic transfer vector (MATV) and the mode stimulation coefficient (MPF) An analysis auxiliary device that calculates a relative value for each frequency of the value of the modal acoustic transfer vector (MATV) and calculates a relative value for each frequency of the value of the mode stimulation coefficient (MPF) obtained for each frequency. Computing means for performing the above, the acoustic sensitivity (p), the relative value of the modal acoustic transfer vector (MATV), and the relative value of the mode stimulation coefficient (MPF) The, both of which are characterized by having a display means for displaying in parallel at a frequency corresponding, the.

（５）前記音響データにかかる音響モデル及び前記構造データにかかる構造モデルは、前記車体を、多数の要素に分割されたパネルが複数組み合わされた集合体として構成され、前記演算手段は、前記音響モデル及び前記構造モデルに基づいて求められた前記車体の構造固有モード（Φ）及び音響伝達関数（ＡＴＶ）から、前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）を、前記各パネル単位で演算し、演算した前記各パネルの前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）の値の周波数ごとの相対値を演算すると共に、前記各パネルの前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）を合算したトータルモーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶTotal）の値の周波数ごとの相対値を演算し、前記表示手段は、前記演算手段により演算された、前記トータルモーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶTotal）の相対値と、前記各パネルの、前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）の相対値とを、いずれも周波数対応で並列して表示することが好ましい。 (5) The acoustic model related to the acoustic data and the structural model related to the structural data are configured such that the vehicle body is formed as an assembly in which a plurality of panels divided into a large number of elements are combined, and the calculation means includes the acoustic model The modal acoustic transfer vector (MATV) is calculated for each panel from the structural eigenmode (Φ) and acoustic transfer function (ATV) of the vehicle body determined based on the model and the structural model, and the calculated A value of a total modal sound transfer vector (MATV Total ) obtained by calculating a relative value for each frequency of the value of the modal sound transfer vector (MATV) of each panel and adding the modal sound transfer vectors (MATV) of each panel. The relative value for each frequency is calculated, and the display means calculates the tota calculated by the calculating means. With relative modal acoustic transfer vector (MATV Total), said each panel, and a relative value of the modal acoustic transfer vector (MATV), both preferably displays in parallel at a frequency corresponding.

（６）前記演算手段は、前記各パネルの前記構造固有モード（Φ）及び前記音響伝達関数（ＡＴＶ）の値の周波数ごとの相対値をそれぞれ演算し、前記表示手段は、前記演算手段により演算された前記各パネルの前記車体の構造固有モード（Φ）の相対値及び前記音響伝達関数（ＡＴＶ）の相対値と、前記各パネルの前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）の相対値とを、いずれも周波数対応で並列して表示することが好ましい。   (6) The calculation means calculates a relative value for each frequency of the structure eigenmode (Φ) and the acoustic transfer function (ATV) value of each panel, and the display means calculates the calculation by the calculation means. The relative value of the structural eigenmode (Φ) of the vehicle body and the relative value of the acoustic transfer function (ATV) of each panel, and the relative value of the modal acoustic transfer vector (MATV) of each panel, Are preferably displayed in parallel in correspondence with the frequency.

（１，４）本発明の車体特性分析方法及び車体特性分析補助装置によれば、共振寄与度が高いと判断されたパラメータに着目して設計変更することにより、車体の設計変更による最適化を効率よく行なうことができる。例えば、ＭＡＴＶは車体の固有モードにおける音のなり易さを示し、ＭＰＦは車体の固有モードにおける励起され易さを示すので、ＭＡＴＶの共振寄与度（騒音要因度）が高いと判断されれば、車体骨格を含む放射パネルの構造変更が有効であり、ＭＰＦの共振寄与度が高いと判断されれば、車体の固有モードにおいて入力点をモードの節にし（ノーダルマウント）、その固有モードを励起されにくくするような車体構造変更が有効であると判断できる。   (1, 4) According to the vehicle body characteristic analysis method and the vehicle body characteristic analysis auxiliary device of the present invention, optimization is performed by changing the design of the vehicle body by changing the design by paying attention to the parameter determined to have a high degree of resonance contribution. It can be performed efficiently. For example, MATV indicates the ease of sound generation in the natural mode of the vehicle body, and MPF indicates the ease of excitation in the natural mode of the vehicle body. Therefore, if it is determined that the resonance contribution (noise factor) of the MATV is high, If it is judged that the structure change of the radiant panel including the vehicle body skeleton is effective and the resonance contribution of the MPF is high, the input point is set to the mode node (nodal mount) in the natural mode of the vehicle body, and the natural mode is excited. It can be judged that a vehicle body structure change that makes it difficult to be performed is effective.

（２，５）トータルモーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶTotal）の共振周波数における、各パネルのモーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）の相対値を抽出し、各相対値を比較して、相対値の大きいパネルを共振寄与度が高いと判定すれば、複数のパネルのうち、共振寄与度（騒音要因度）が高いパネルに着目して設計変更することにより、車体の設計変更による最適化を効率よく行なうことができる。 (2, 5) The relative value of the modal acoustic transfer vector (MATV) of each panel at the resonance frequency of the total modal acoustic transfer vector (MATV Total ) is extracted, and the relative values are compared to obtain a panel having a large relative value. If it is determined that the resonance contribution is high, it is possible to efficiently optimize the vehicle body by changing the design by focusing on the panel having a high resonance contribution (noise factor) among a plurality of panels. it can.

（３，６）共振寄与度が高いパネルについて、トータルモーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶTotal）の共振周波数における各パネルの構造固有モード（Φ）の相対値と、音響伝達関数（ＡＴＶ）の相対値とを比較して、構造固有モード（Φ）及び音響伝達関数（ＡＴＶ）のうち相対値の大きい方を、共振寄与度が高いと判定すれば、複数のパネルのうち、共振寄与度（騒音要因度）が高いパネルに着目して設計変更することにより、車体の設計変更による最適化を効率よく行なうことができる。 (3, 6) For a panel having a high resonance contribution, the relative value of the structural eigenmode (Φ) of each panel at the resonance frequency of the total modal acoustic transfer vector (MATV Total ), and the relative value of the acoustic transfer function (ATV) If the resonance contribution is determined to be higher for the structure eigenmode (Φ) and the acoustic transfer function (ATV) having a larger relative value, the resonance contribution (noise factor) of the plurality of panels is determined. If the design is changed by paying attention to a panel having a high), optimization by changing the design of the vehicle body can be performed efficiently.

本発明の一実施形態にかかる車内騒音の伝達経路を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the transmission path | route of the in-vehicle noise concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる音響感度の特性例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of a characteristic of acoustic sensitivity concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態にかかる音響感度に寄与する音響モードを説明する車室空間の模式的斜視図である。It is a typical perspective view of the vehicle interior space explaining the acoustic mode which contributes to the acoustic sensitivity concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる音響感度に寄与する構造モード（車体固有モード）を説明する図であり、車体要部（ルーフ部）の固有モードを示す図である。It is a figure explaining the structural mode (vehicle body natural mode) which contributes to the acoustic sensitivity concerning one Embodiment of this invention, and is a figure which shows the natural mode of a vehicle body principal part (roof part). 本発明の一実施形態にかかるＭＡＴＶ手法に関する音圧ｐ，音響伝達関数ＡＴＶ及び振動速度ｖｎを説明する車体の模式的側面図である。The sound pressure p about MATV method according to an embodiment of the present invention, is a schematic side view of the vehicle body illustrating the acoustic transfer function ATV and vibration velocity v n. 本発明の一実施形態にかかる車体特性分析装置及び車体特性分析補助装置を説明するブロック図である。1 is a block diagram illustrating a vehicle body characteristic analysis device and a vehicle body characteristic analysis auxiliary device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態にかかる車内音の分析手法を説明する周波数対応グラフであり、（ａ）は音響感度に関し、（ｂ）はＭＡＴＶ（車体特性）に関し、（ｃ）はＭＰＦ（入力特性）に関する。It is a frequency corresponding | compatible graph explaining the analysis method of the in-vehicle sound concerning one Embodiment of this invention, (a) is related with acoustic sensitivity, (b) is related with MATV (vehicle body characteristic), (c) is MPF (input characteristic). About. 本発明の一実施形態にかかる車内音の分析手法を説明する図であり、（ａ）はトータル及び各パネルのＭＡＴＶ（車体特性）に関する周波数対応グラフ、（ｂ）は各パネルの音響伝達関数に関する周波数対応グラフ、（ｃ）はモードベクトル（構造固有モード）に関する周波数対応グラフ、（ｄ）は車体の模式的側面図である。It is a figure explaining the analysis method of the in-vehicle sound concerning one Embodiment of this invention, (a) is a frequency corresponding | compatible graph regarding MATV (body characteristics) of each panel, (b) is related with the acoustic transfer function of each panel. Frequency correspondence graph, (c) is a frequency correspondence graph relating to a mode vector (structure eigenmode), and (d) is a schematic side view of a vehicle body. 本発明の一実施形態にかかる車内音の分析手法を説明する図であって、ＣＡＥモデルデータによる処理を示すフローチャートである。It is a figure explaining the analysis method of the in-vehicle sound concerning one Embodiment of this invention, Comprising: It is a flowchart which shows the process by CAE model data. 本発明の一実施形態にかかる車内音の分析手法を説明する図であって、計測データによる処理を示すフローチャートである。It is a figure explaining the analysis method of the in-vehicle sound concerning one Embodiment of this invention, Comprising: It is a flowchart which shows the process by measurement data. 本発明の一実施形態にかかる構造固有モードを片持ちプレートを例示して説明する図であって、（ａ）は曲げ一次モードを示す片持ちプレートの斜視図、（ｂ）は曲げ二次モードを示す片持ちプレートの斜視図、（ｃ）は振動感度を説明する片持ちプレートの斜視図、（ｄ）は各次曲げモードを合成した振動レベルを示すグラフである。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining the structure eigenmode concerning one Embodiment of this invention using a cantilever plate as an example, Comprising: (a) is a perspective view of the cantilever plate which shows a bending primary mode, (b) is a bending secondary mode. (C) is a perspective view of a cantilever plate for explaining vibration sensitivity, and (d) is a graph showing vibration levels obtained by combining the respective bending modes.

以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
なお、本実施形態では、車体として、自動車、特に乗用車を例示して説明するが、本発明は乗用車に限らずトラックやバスといった商用車にも適用することができ、更には、鉄道車両等への適用も考えられる。また、車体の閉空間の分析のみではなく，エンジンなど機械の放射音の分析への適用も考えられる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, an automobile, particularly a passenger car, will be described as an example of the vehicle body. However, the present invention can be applied not only to passenger cars but also to commercial vehicles such as trucks and buses. Is also conceivable. In addition to the analysis of the closed space of the vehicle body, it can be applied to the analysis of the radiated sound of machines such as engines.

［車内騒音の伝達経路］
まず、本実施形態の車体特性分析方法で対象とする自動車の車室内への固体伝播音の伝達経路を説明する。図１は車内騒音の伝達経路を説明するブロック図である。図１に示すように、固体伝播音の元になる車体への入力振動は、エンジン等のパワープラントで発生する振動と、走行時にタイヤが路面から受ける反力により発生する振動と、に大別することができる。 [Vehicle noise transmission path]
First, the transmission path of the solid propagation sound to the vehicle interior of the automobile targeted by the vehicle body characteristic analysis method of the present embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram for explaining a transmission path of in-vehicle noise. As shown in FIG. 1, the input vibration to the vehicle body that is the source of solid-borne sound is roughly divided into vibration generated in a power plant such as an engine and vibration generated by a reaction force that a tire receives from a road surface during traveling. can do.

パワープラントで発生する振動は、車体の骨格に直接伝達されるほか、排気系や駆動系を通じて車体の骨格に伝達される。路面反力により発生する振動は、タイヤに入力され、サスペンションを介して車体の骨格に伝達される。また、駆動輪のタイヤの場合、駆動系と接続されているので、路面反力により発生する振動の一部は駆動系を介して車体の骨格に伝達され、パワープラントで発生する振動の一部は駆動系，駆動輪及びサスペンションを介して車体の骨格に伝達される。   Vibration generated in the power plant is directly transmitted to the skeleton of the vehicle body, and is also transmitted to the skeleton of the vehicle body through an exhaust system and a drive system. The vibration generated by the road surface reaction force is input to the tire and transmitted to the skeleton of the vehicle body via the suspension. In the case of a drive wheel tire, since it is connected to the drive system, a part of the vibration generated by the road surface reaction force is transmitted to the skeleton of the vehicle body via the drive system, and a part of the vibration generated in the power plant. Is transmitted to the skeleton of the vehicle body via the drive system, drive wheels and suspension.

車体の骨格に伝達された振動は、車体の各パネルに伝達される。この際、車体の構造に固有のモード（車体固有モード）で振動が生じて、車室空間を区画するパネルの振動が車室空間で伝達される。この車室空間での振動は音となり、この音の強さ（音圧、音響感度）は、車室空間の形状に応じた固有のモード（音響固有モード）で増減する。ここで、騒音となって影響するのは、車室内の座席に着座した乗員の耳元なので、乗員の耳元付近における音を車内音として評価することが有効になる。   The vibration transmitted to the skeleton of the vehicle body is transmitted to each panel of the vehicle body. At this time, vibration is generated in a mode unique to the structure of the vehicle body (vehicle body specific mode), and the vibrations of the panels that define the vehicle interior space are transmitted in the vehicle interior space. The vibration in the passenger compartment space becomes sound, and the intensity of the sound (sound pressure, acoustic sensitivity) increases or decreases in a specific mode (acoustic inherent mode) corresponding to the shape of the passenger compartment space. Here, since the noise affects the occupant's ear seated on the seat in the passenger compartment, it is effective to evaluate the sound in the vicinity of the occupant's ear as the vehicle interior sound.

図２はある車体モデルにおいて、パワープラントを支持するヘッドマウントから車体に音源振動が伝達され、車体及び車室空間を経て前席中央付近（前席乗員の耳元付近）における音響感度（音圧分布）のシミュレーション結果を示すグラフである。この場合、１３０Ｈｚ付近に音圧のピークがある。
図３はこの１３０Ｈｚ付近での音響固有モードによる車室空間外周の音圧分布を示している。前席中央付近の車室空間外周の音圧レベルが高く、この部分が腹となった音響状態となっている。図４はこの１３０Ｈｚ付近での車体固有モード形状を示している。この車体固有モードにより音響固有モードが励起されて、音圧レベルが高くなっているものと推測できる。 Fig. 2 shows the sound sensitivity (sound pressure distribution) near the center of the front seat (near the front seat passenger's ears) through the vehicle body and the cabin space through the sound source vibration transmitted from the head mount that supports the power plant. It is a graph which shows the simulation result of). In this case, there is a sound pressure peak near 130 Hz.
FIG. 3 shows the sound pressure distribution on the outer periphery of the passenger compartment space in the acoustic eigenmode near 130 Hz. The sound pressure level at the outer periphery of the passenger compartment near the center of the front seat is high, and this part is in an acoustic state. FIG. 4 shows the vehicle body eigenmode shape near 130 Hz. It can be inferred that the acoustic eigenmode is excited by the vehicle body eigenmode and the sound pressure level is increased.

［ＭＡＴＶ手法］
次に、ＭＡＴＶやＡＴＶを利用して自動車の車室内の騒音特性を分析する公知の手法を説明する。ここでは、図５に示すように、自動車の車体１の前方のエンジンルーム２からダッシュパネル等のパネル４を介して車室３内の乗員の耳の付近である観測点５に音（振動）が伝達される状況を想定する。パネル４は振動を放射するため放射パネルとも呼ぶ。なお、図５に示すタイヤ６からの入力による音もあるが、ここでは説明を省く。 [MATV method]
Next, a known method for analyzing noise characteristics in the passenger compartment of an automobile using MATV or ATV will be described. Here, as shown in FIG. 5, sound (vibration) is generated from the engine room 2 in front of the vehicle body 1 to the observation point 5 near the passenger's ear in the passenger compartment 3 through the panel 4 such as the dash panel. Assumes a situation where is transmitted. Since the panel 4 radiates vibration, it is also called a radiation panel. Although there is a sound due to an input from the tire 6 shown in FIG. 5, the description is omitted here.

観測点５における周波数ωの音の音圧ｐ（ω）は、放射パネル４から観測点５までの音響伝達関数ＡＴＶ（ω）と、放射パネル４の振動速度ｖｎ（ω）とで次式（１）のように表すことができる。ｎは放射パネル４の法線方向成分を表し、振動速度ｖｎ（ω）は放射パネル４の法線方向への振動速度成分を表す。 The sound pressure p (ω) of the sound having the frequency ω at the observation point 5 is expressed by the following equation using the acoustic transfer function ATV (ω) from the radiation panel 4 to the observation point 5 and the vibration velocity v n (ω) of the radiation panel 4. It can be expressed as (1). n represents the normal direction component of the radiating panel 4, and the vibration velocity v n (ω) represents the vibration velocity component in the normal direction of the radiating panel 4.


ここで、放射パネル４の振動速度ｖｎ（ω）を構造固有モードΦｎの重ね合わせで表す。ここで、構造固有モードΦｎの重ね合わせについて、片持ちプレートの固有モードを例に説明する。
Here, the vibration velocity v n (ω) of the radiating panel 4 is expressed by superposition of the structural eigenmodes Φ n . Here, the superposition of the structural eigenmodes Φ n will be described by taking the eigenmode of the cantilever plate as an example.

図１１（ａ）は片持ちプレートの曲げ一次モードの固有振動態様を模式的に示し、図１１（ｂ）は片持ちプレートの曲げ二次モードの固有振動態様を模式的に示す。この例では、図１１（ｃ）に示すように、片持ちプレートの自由端に、加振周波数を変えながら加振入力（単位力加振）を加えて、片持ちプレートの長手方向中間部の応答点で振幅（変位）を計測する。この結果、図１１（ｄ）に太実線で示すようなトータル変位が計測される。このトータル変位ｘ(ω)は、次式（Ａ）に示すように、片持ちプレートの各曲げ振動モードを合計したもので、図１１（ｄ）には、曲げ一次モード，曲げ二次モード，曲げ三次モードの各振動振幅をそれぞれ各種細線で示している。   FIG. 11A schematically shows the natural vibration mode of the bending primary mode of the cantilever plate, and FIG. 11B schematically shows the natural vibration mode of the bending secondary mode of the cantilever plate. In this example, as shown in FIG. 11C, an excitation input (unit force excitation) is applied to the free end of the cantilever plate while changing the excitation frequency, so that Measure the amplitude (displacement) at the response point. As a result, a total displacement as shown by a thick solid line in FIG. This total displacement x (ω) is the sum of the bending vibration modes of the cantilever plate as shown in the following equation (A). FIG. 11 (d) shows the bending primary mode, bending secondary mode, Each vibration amplitude in the bending third-order mode is indicated by various thin lines.


ここで、放射パネル４の振動速度ｖｎ（ω）は、片持ちプレートのトータル変位ｘ(ω)に対応するので、放射パネル４の振動速度ｖｎ（ω）は放射パネル４の構造固有モードΦｎ及びそのモード刺激係数ＭＰＦi(ω)用いて次式（Ｂ）に示すように重ね合わせで表すことができる。
Here, since the vibration velocity v n (ω) of the radiating panel 4 corresponds to the total displacement x (ω) of the cantilever plate, the vibration velocity v n (ω) of the radiating panel 4 is a structure-specific mode of the radiating panel 4. Using Φ n and its mode stimulation coefficient MPF i (ω), it can be expressed by superposition as shown in the following equation (B).


ここで、式（２）のように、MATV(ω)を定義する。
Here, MATV (ω) is defined as in equation (2).


式（Ｂ）及び式（２）を式（１）に導入すると、ＭＡＴＶ手法の基本式である次式（３）が得られ、音圧ｐ（ω）は、各構造固有モード成分ｐiの和としてあらわすことができる。
When the formula (B) and the formula (2) are introduced into the formula (1), the following formula (3) which is a basic formula of the MATV method is obtained, and the sound pressure p (ω) is obtained from each structure eigenmode component p i . It can be expressed as a sum.

［車体特性分析装置及び車体特性分析補助装置］
本実施形態にかかる車体特性分析装置には、例えばＮａｓｔｒａｎ（登録商標）等の、ＭＡＴＶ手法を適用した既存のＣＡＥ（Computer-Aided Engineering methods）のソフトウェアを用いている。つまり、図６に示すように、コンピュータ１０に解析処理がプログラミングされた既存のＣＡＥソフトウェアをインストールしておく。これにより、解析処理部（構造モード解析及び音響解析処理手段）１１がソフトウェアとして装備される。 [Car Body Characteristic Analysis Device and Car Body Characteristic Analysis Auxiliary Device]
The vehicle body characteristic analysis apparatus according to the present embodiment uses existing CAE (Computer-Aided Engineering methods) software such as Nastran (registered trademark) to which the MATV method is applied. That is, as shown in FIG. 6, existing CAE software in which analysis processing is programmed is installed in the computer 10. As a result, the analysis processing unit (structure mode analysis and acoustic analysis processing means) 11 is installed as software.

構造データ（車体の構造モデルのデータ）及び音響データ（車体の音響モデルのデータ）を入力すると、解析処理部１１が作動して、構造データから構造固有モードΦが演算され、さらに、モード刺激係数ＭＰＦ(ω)，モード音響伝達ベクトルＭＡＴＶ(ω)，音圧（構造モード寄与）ｐ(ω)及び音響伝達関数ＡＴＶ(ω)が算出され出力される。なお、構造データ及び音響データには、車体を、多数の要素にメッシュ分割されたパネルが複数組み合わされた集合体として作成したものを用いる。   When structural data (structure model data of a vehicle body) and acoustic data (acoustic model data of a vehicle body) are input, the analysis processing unit 11 operates to calculate a structure eigenmode Φ from the structure data, and further, a mode stimulation coefficient MPF (ω), mode acoustic transfer vector MATV (ω), sound pressure (structural mode contribution) p (ω), and acoustic transfer function ATV (ω) are calculated and output. The structural data and the acoustic data are obtained by creating a vehicle body as an aggregate in which a plurality of mesh-divided panels are combined.

本実施形態では、コンピュータ１０に、車体特性分析補助装置を構成する機能（ソフトウェア）として演算部（演算手段）１２が装備される。演算部１２は、解析処理部１１から出力される構造固有モードΦ，モード刺激係数ＭＰＦ（ω），モード音響伝達ベクトルＭＡＴＶ（ω），音圧（構造モード寄与）ｐ（ω）及び音響伝達関数ＡＴＶ(ω)の各パラメータの値（絶対値）を、各パラメータ値の平均値（又は、中央値）を基準に相対化した値（相対値）を算出し、各相対値の周波数分布のグラフデータを演算する。   In the present embodiment, the computer 10 is equipped with a calculation unit (calculation means) 12 as a function (software) constituting the vehicle body characteristic analysis auxiliary device. The calculation unit 12 outputs the structural eigenmode Φ, the mode stimulation coefficient MPF (ω), the mode acoustic transfer vector MATV (ω), the sound pressure (structural mode contribution) p (ω), and the acoustic transfer function output from the analysis processing unit 11. Graph of the frequency distribution of each relative value by calculating the value (relative value) of each ATV (ω) parameter value (absolute value) relative to the average value (or median value) of each parameter value Calculate the data.

つまり、演算部１２は、ｐ分布グラフデータ，ＭＡＴＶ分布グラフデータ，ＭＰＦ分布グラフデータ，ＡＴＶ分布グラフデータ，Φ分布グラフデータを作成する。なお、ＭＡＴＶ分布グラフデータについては、トータルＭＡＴＶ及び各パネルのＭＡＴＶの分布グラフデータをそれぞれ作成し、ＡＴＶ分布グラフデータ及びΦ分布グラフデータについては、各パネルの分布グラフデータをそれぞれ作成する。   That is, the calculation unit 12 creates p distribution graph data, MATV distribution graph data, MPF distribution graph data, ATV distribution graph data, and Φ distribution graph data. For MATV distribution graph data, total MATV and MATV distribution graph data for each panel are created, and for ATV distribution graph data and Φ distribution graph data, distribution graph data for each panel is created.

また、車体特性分析補助装置は、この演算部１２と、コンピュータ１０に接続されたディスプレイ（表示手段）２０とから構成され、このディスプレイ２０では、演算部１２によって演算された各グラフデータから、ｐ分布グラフ，ＭＡＴＶ分布グラフ，ＭＰＦ分布グラフ，ＡＴＶ分布グラフ，Φ分布グラフを表示する。
例えば、図７は、ある車体モデルのＣＡＥを用いた解析の結果をディスプレイ２０に表示した例を示す。図７（ａ）は、音響感度の演算値（合成値）と実測値（実験結果）とを、周波数分布のグラフで示したものである。これらの音響感度のグラフは、折れ線グラフと、各周波数域の音響感度の値を値の大きさに応じて色分けしてカラーマップ化して示すグラフとを並べて記載している。図７（ｂ）はモード音響伝達ベクトルＭＡＴＶ（ω）の値を値の大きさに応じて色分けしてカラーマップ化して示すグラフであり、図７（ｃ）は解析によるモード刺激係数ＭＰＦ（ω）の値を値の大きさに応じて色分けしてカラーマップ化して示すグラフである。各グラフは横軸の周波数を対応させている。 Further, the vehicle body characteristic analysis assisting device includes the calculation unit 12 and a display (display means) 20 connected to the computer 10, and the display 20 calculates p from the graph data calculated by the calculation unit 12. A distribution graph, a MATV distribution graph, an MPF distribution graph, an ATV distribution graph, and a Φ distribution graph are displayed.
For example, FIG. 7 shows an example in which the result of analysis using CAE of a certain vehicle body model is displayed on the display 20. FIG. 7A shows an acoustic sensitivity calculation value (composite value) and an actual measurement value (experimental result) as a frequency distribution graph. These acoustic sensitivity graphs include a line graph and a graph showing the acoustic sensitivity values in the respective frequency ranges, which are color-coded according to the magnitude of the values, and are color-coded. FIG. 7B is a graph showing the value of the mode acoustic transfer vector MATV (ω) color-coded according to the magnitude of the value, and FIG. 7C shows the mode stimulus coefficient MPF (ω by analysis. ) Values are color-coded according to the magnitude of the values, and are color mapped. Each graph corresponds to the frequency on the horizontal axis.

図７（ａ）において、一点鎖線で囲んだ周波数領域は、音響感度が値の大きい色（赤色）を示しており、この周波数領域のＭＡＴＶもＭＰＦも、値が大きい色（赤色）を示している。これから、ＭＡＴＶとＭＰＦとのいずれも音響感度に寄与している、即ち、共振寄与度が高いと考えられる。もしも、ＭＡＴＶとＭＰＦとの何れかの値が大きければ値の大きい方が音響感度に寄与している、即ち、共振寄与度が高いと考えられ、この共振寄与度が高い方を主体に、車体の最適化を図ることが効率的である。   In FIG. 7A, the frequency region surrounded by the alternate long and short dash line indicates a color (red) having a large acoustic sensitivity value, and both the MATV and MPF in this frequency region indicate a color (red) having a large value. Yes. From this, it is considered that both MATV and MPF contribute to the acoustic sensitivity, that is, the resonance contribution is high. If either one of the values of MATV and MPF is large, the larger value contributes to the acoustic sensitivity, that is, it is considered that the resonance contribution is high. It is efficient to optimize the system.

また、図８は、図７の解析の結果を、別の観点からディスプレイ２０に表示した例を示す。図８（ｄ）に示すように、車体を構成するパネルＡ，Ｂ，Ｃに着目する。図８（ａ）は、各パネルＡ，Ｂ，Ｃのモード音響伝達ベクトルＭＡＴＶ（ω）の値と、これらを合算したトータルのモード音響伝達ベクトルＭＡＴＶ（ω）の値とを、値の大きさに応じて色分けしてカラーマップ化して示すグラフである。図８（ｂ）は各パネルＡ，Ｂ，Ｃの音響伝達関数ＡＴＶの値を、値の大きさに色分けしてカラーマップ化して示すグラフであり、図８（ｃ）は各パネルＡ，Ｂ，Ｃのモードベクトル（構造固有モード）Φの値を、値の大きさに色分けしてカラーマップ化して示すグラフである。   FIG. 8 shows an example in which the analysis result of FIG. 7 is displayed on the display 20 from another viewpoint. As shown in FIG. 8D, attention is paid to panels A, B, and C constituting the vehicle body. FIG. 8A shows the value of the mode acoustic transfer vector MATV (ω) of each of the panels A, B, and C and the total value of the mode acoustic transfer vector MATV (ω) obtained by adding these values. 5 is a graph showing a color map by color-coding according to. FIG. 8B is a graph showing the values of the acoustic transfer functions ATV of the panels A, B, and C, which are color-coded according to the size of the values, and FIG. , C mode vectors (structure eigenmodes) Φ are color-coded according to the magnitude of the values, and are graphed.

図８（ａ）において、一点鎖線で囲んだ周波数領域は、モード音響伝達ベクトルＭＡＴＶが、値の大きい色（赤色）を示しており、この周波数領域の各パネルＭＡＴＶを見ると、パネルＢのＭＡＴＶが、値の大きい色（赤色）を示しており、音響感度に寄与している、即ち、共振寄与度が高いと考えられる。この共振寄与度が高いパネルＢを主体に、車体の最適化を図ることが効率的である。そこで、パネルＢについて、この周波数領域の音響伝達関数ＡＴＶ及びモードベクトルΦの値を見ると、音響伝達関数ＡＴＶの方がモードベクトルΦよりも値が大きい色になっているので、パネルＢにおいて、音響伝達関数ＡＴＶの方が、音響感度に寄与している、即ち、共振寄与度が高いと考えられる。   In FIG. 8 (a), the frequency region surrounded by the alternate long and short dash line shows the color (red) of the mode acoustic transfer vector MATV having a large value. When each panel MATV in this frequency region is viewed, the MATV of panel B Indicates a large color (red), which contributes to the acoustic sensitivity, that is, the resonance contribution is high. It is efficient to optimize the vehicle body mainly using the panel B having a high resonance contribution. Thus, regarding the value of the acoustic transfer function ATV and the mode vector Φ in the frequency domain for the panel B, the acoustic transfer function ATV has a color larger than the mode vector Φ. It is considered that the acoustic transfer function ATV contributes to the acoustic sensitivity, that is, the resonance contribution is high.

［車体特性分析方法］
本実施形態にかかる車体特性分析方法は、上述のような車体特性分析装置及び車体特性分析補助装置を利用して、例えば図９のフローチャートに示すように、車体特性を分析することができる。
つまり、図９に示すように、まず、コンピュータ１０に、ＣＡＥモデルデータとしての構造モデルと音響モデルの各データの入力を行なう（ステップＡ１０，Ａ１２）。 [Body characteristics analysis method]
The vehicle body characteristic analysis method according to the present embodiment can analyze the vehicle body characteristic using the vehicle body characteristic analysis apparatus and the vehicle body characteristic analysis auxiliary device as described above, for example, as shown in the flowchart of FIG.
That is, as shown in FIG. 9, first, each data of the structural model and the acoustic model as CAE model data is input to the computer 10 (steps A10 and A12).

コンピュータ１０では、ステップＡ１０で入力された構造モデルのデータから構造固有モードΦを導出して、解析処理部１１に入力し（ステップＡ１４）、これらとステップＡ１２で入力された音響モデルのデータとから解析処理（ステップＡ２０）を行なう。
この解析処理（ステップＡ２０）によって、モード刺激係数ＭＰＦ（ω），モード音響伝達ベクトルＭＡＴＶ（ω），音圧（構造モード寄与）ｐ（ω）及び音響伝達関数ＡＴＶ(ω)の各パラメータの値が出力される（ステップＡ３０，Ａ４０，Ａ５０，Ａ６０）。 In the computer 10, the structural eigenmode Φ is derived from the structural model data input in step A 10 and input to the analysis processing unit 11 (step A 14), and from these and the acoustic model data input in step A 12. Analysis processing (step A20) is performed.
By this analysis processing (step A20), the values of the parameters of the mode stimulation coefficient MPF (ω), the mode acoustic transfer vector MATV (ω), the sound pressure (structural mode contribution) p (ω), and the acoustic transfer function ATV (ω). Is output (steps A30, A40, A50, A60).

各出力値は平均値（又は、中央値）を基準に相対化した値（相対値）に変換され、音圧ｐ（ω）のピークとなる共振周波数から、モード刺激係数ＭＰＦ（ω）及びモード音響伝達ベクトルＭＡＴＶ（ω）の共振周波数の値ＭＰＦ（ωｎ），ＭＡＴＶ（ωｎ）を抽出し（ステップＡ３２，Ａ４２）、これを出力する（ステップＡ３４，Ａ４４）。
一方、音響伝達関数ＡＴＶ(ω)を用いて（式（２）参照）モード音響伝達ベクトルＭＡＴＶ（ω）を算出し（ステップＡ６２）、各パネルのモード音響伝達ベクトルＭＡＴＶＰＮＬ（ω）を出力する（ステップＡ６４）。各出力値は平均値（又は、中央値）を基準に相対化した値（相対値）に変換され、音圧ｐ（ω）のピークとなる共振周波数から、各パネルのモード音響伝達ベクトルＭＡＴＶＰＮＬ（ω）の共振周波数の値ＭＡＴＶＰＮＬ（ωｎ）を抽出し（ステップＡ６６）、これを出力する（ステップＡ６８）。 Each output value is converted to a value (relative value) relative to the average value (or median value), and the mode stimulation coefficient MPF (ω) and mode are determined from the resonance frequency at which the sound pressure p (ω) peaks. Resonance frequency values MPF (ω n ) and MATV (ω n ) of the acoustic transfer vector MATV (ω) are extracted (steps A32 and A42) and output (steps A34 and A44).
On the other hand, the mode acoustic transfer vector MATV (ω) is calculated using the acoustic transfer function ATV (ω) (see equation (2)) (step A62), and the mode acoustic transfer vector MATV PNL (ω) of each panel is output. (Step A64). Each output value is converted to a value (relative value) relative to the average value (or median value), and the mode acoustic transfer vector MATV PNL of each panel is determined from the resonance frequency at which the sound pressure p (ω) peaks. The resonance frequency value MATV PNL (ω n ) of (ω) is extracted (step A66) and output (step A68).

この結果、各共振周波数の値ＭＰＦ（ωｎ），ＭＡＴＶ（ωｎ）を比較して、値の大きい方が音響感度に寄与している、即ち、共振寄与度が高いとして、この共振寄与度が高い方を主体に、車体の最適化を図る。例えば、ＭＡＴＶ（ωｎ）の方が大きく共振寄与度（騒音要因度）が高いと判断されれば、車体骨格を含む放射パネルの構造変更が有効であり、ＭＰＦ（ωｎ）の共振寄与度が高いと判断されれば、車体の固有モードにおいて入力点をモードの節にし（ノーダルマウント）、その固有モードを励起されにくくするような車体構造変更が有効であると判断できる。これにより、車体の設計変更による最適化を効率よく行なうことができる。 As a result, comparing the values MPF (ω n ) and MATV (ω n ) of each resonance frequency, the larger value contributes to the acoustic sensitivity, that is, the resonance contribution is high. The body will be optimized, mainly for those with higher mileage. For example, if it is determined that MATV (ω n ) is larger and the resonance contribution (noise factor) is higher, it is effective to change the structure of the radiation panel including the vehicle body skeleton, and the resonance contribution of MPF (ω n ). If it is determined that the vehicle body structure is high, it can be determined that it is effective to change the vehicle structure so that the input point is set to the mode node (nodal mount) in the vehicle body eigenmode and the eigenmode is less excited. Thereby, the optimization by the design change of a vehicle body can be performed efficiently.

また、各パネルのモード音響伝達ベクトルＭＡＴＶＰＮＬ（ω）の共振周波数の値ＭＡＴＶＰＮＬ（ωｎ）を比較して、値の大きいパネルが音響感度に寄与している、即ち、共振寄与度が高いとして、この共振寄与度が高いパネルを主体に、車体の最適化を図る。これにより、車体の設計変更による最適化を効率よく行なうことができる。
さらに、共振寄与度が高いパネルについて、共振周波数におけるこのパネルの構造固有モードΦと音響伝達関数ＡＴＶＰＮＬとを比較して、値の大きい方を、共振寄与度が高いと判定する。そして、共振寄与度（騒音要因度）が高いパネルにおいて、構造固有モードΦ及び音響伝達関数ＡＴＶのうち共振寄与度が高い方に着目して設計変更する。これにより、車体の設計変更による最適化を効率よく行なうことができる。 Further, the resonance frequency value MATV PNL (ω n ) of the mode acoustic transfer vector MATV PNL (ω) of each panel is compared, and the panel having a larger value contributes to the acoustic sensitivity, that is, the resonance contribution is high. As a result, the optimization of the vehicle body will be aimed mainly at the panel having a high resonance contribution. Thereby, the optimization by the design change of a vehicle body can be performed efficiently.
Further, for a panel having a high resonance contribution, the structure eigenmode Φ of the panel at the resonance frequency and the acoustic transfer function ATV PNL are compared, and the larger value is determined to have a high resonance contribution. Then, in a panel having a high resonance contribution (noise factor), the design is changed by paying attention to the higher of the resonance contribution among the structural eigenmode Φ and the acoustic transfer function ATV. Thereby, the optimization by the design change of a vehicle body can be performed efficiently.

ところで、参考例として、実験解析用コンピュータ１０に、実験解析用プログラムを装備させて、実験による計測データを解析処理して、構造固有モードΦ，モード刺激係数ＭＰＦ（ω），モード音響伝達ベクトルＭＡＴＶ（ω），各パネルのモード音響伝達ベクトルＭＡＴＶＰＮＬ（ω）を求めることもできる。
つまり、図１０に示すように、まず、コンピュータ１０に、計測データとしての構造伝達関数（構造を伝達する振動に関する関数）と音響伝達関数ＡＴＶ（ω）の各データの入力を行なう（ステップＢ１０，Ｂ１２）。 By the way, as a reference example, the experimental analysis computer 10 is equipped with an experimental analysis program, and the measurement data obtained by the experiment is analyzed, and the structure natural mode Φ, the mode stimulation coefficient MPF (ω), and the mode acoustic transfer vector MATV. (Ω), the mode acoustic transfer vector MATV PNL (ω) of each panel can also be obtained.
That is, as shown in FIG. 10, first, the structure transfer function (function related to vibration transmitting the structure) and the acoustic transfer function ATV (ω) as measurement data are input to the computer 10 (step B10, B12).

コンピュータ１０では、実験モード解析を実施し（ステップＢ２０）、モードパラメータを導出し（ステップＢ２２）、構造固有モードΦを導出し（ステップＢ２４）、モードパラメータから、モード刺激係数ＭＰＦ（ω）を導出する（ステップＢ２６）。
また、音響伝達関数ＡＴＶ（ω）と構造固有モードΦとからモード音響伝達ベクトルＭＡＴＶ（ω）を算出し（ステップＢ３０）、これを出力する（ステップＢ３２）。 The computer 10 performs an experimental mode analysis (step B20), derives a mode parameter (step B22), derives a structure eigenmode Φ (step B24), and derives a mode stimulation coefficient MPF (ω) from the mode parameter. (Step B26).
Further, the mode acoustic transfer vector MATV (ω) is calculated from the acoustic transfer function ATV (ω) and the structure eigenmode Φ (step B30), and this is output (step B32).

モード音響伝達ベクトルＭＡＴＶ（ω）とモード刺激係数ＭＰＦ（ω）とから、音圧（構造モード寄与）ｐ（ω）を算出し（ステップＢ４０）、これを出力する（ステップＢ４２）。
また、モード刺激係数ＭＰＦ（ω）から音圧ｐ（ω）のピークとなる共振周波数の値ＭＰＦ（ωｎ）を抽出し（ステップＢ５０）、これを出力する（ステップＢ５２）。 Sound pressure (structural mode contribution) p (ω) is calculated from the mode acoustic transfer vector MATV (ω) and the mode stimulus coefficient MPF (ω) (step B40), and this is output (step B42).
Further, a resonance frequency value MPF (ω n ) at which the sound pressure p (ω) reaches the peak is extracted from the mode stimulus coefficient MPF (ω) (step B50), and this is output (step B52).

さらに、モード音響伝達ベクトルＭＡＴＶ（ω）の共振周波数の値ＭＡＴＶ（ωｎ）を抽出し（ステップＢ３４）、これを出力する（ステップＢ３６）。
一方、各パネルのモード音響伝達ベクトルＭＡＴＶＰＮＬ（ω）を導出し（ステップＢ６０）、これを出力する。音圧ｐ（ω）のピークとなる共振周波数から、各パネルのモード音響伝達ベクトルＭＡＴＶＰＮＬ（ω）の共振周波数の値ＭＡＴＶＰＮＬ（ωｎ）を抽出し（ステップＢ６２）、これを出力する（ステップＢ６４）。 Further, the resonance frequency value MATV (ω n ) of the mode acoustic transfer vector MATV (ω) is extracted (step B34) and output (step B36).
On the other hand, the mode acoustic transfer vector MATV PNL (ω) of each panel is derived (step B60) and output. The resonance frequency value MATV PNL (ω n ) of the mode acoustic transfer vector MATV PNL (ω) of each panel is extracted from the resonance frequency at which the sound pressure p (ω) reaches its peak (step B62), and is output ( Step B64).

この結果、各共振周波数の値ＭＰＦ（ωｎ），ＭＡＴＶ（ωｎ）を比較することや、
各パネルのモード音響伝達ベクトルＭＡＴＶＰＮＬ（ω）の共振周波数の値ＭＡＴＶＰＮＬ（ωｎ）を比較することや、共振寄与度が高いパネルについて、共振周波数におけるこのパネルの構造固有モードΦと音響伝達関数ＡＴＶＰＮＬとを比較することができる。
以上のように、本車体特性分析方法及び車体特性分析補助装置によれば、共振寄与度が高いと判断されたパラメータに着目して設計変更することにより、車体の設計変更による最適化を効率よく行なうことができる。 As a result, the values MPF (ω n ) and MATV (ω n ) of each resonance frequency are compared,
Comparing the resonance frequency value MATV PNL (ω n ) of the mode acoustic transfer vector MATV PNL (ω) of each panel, or for a panel having a high resonance contribution, the structural eigenmode Φ of this panel and the acoustic transmission at the resonance frequency The function ATV PNL can be compared.
As described above, according to the vehicle body characteristic analysis method and the vehicle body characteristic analysis auxiliary device, optimization by efficiently changing the design of the vehicle body can be efficiently performed by making a design change while paying attention to a parameter determined to have a high resonance contribution. Can be done.

［その他］
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態を適宜変更したり、一部を採用したりして実施することができる。
例えば、上記実施形態では共振周波数の抽出をコンピュータで行なっているが、車体特性分析補助装置を用いてこれを作業者が行なっても良い。 [Others]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to such an embodiment, and can be implemented by appropriately changing the above embodiment or by adopting a part thereof.
For example, in the above embodiment, the resonance frequency is extracted by a computer, but an operator may perform this by using a body characteristic analysis auxiliary device.

この場合、上記の実施形態ではカラーマップによって各共振周波数の値を比較しやすいが、各共振周波数の値を比較する手法はこれに限らず、折れ線グラフや棒グラフなど視覚的に把握しやすいものであればよい。
また、上記の実施形態では観測点を車室内としているが、観測点の位置はこれに限らず、車室外または車外とすることもできる。この場合、車外騒音の低減に有効となる。 In this case, in the above embodiment, it is easy to compare the values of the resonance frequencies by the color map, but the method of comparing the values of the resonance frequencies is not limited to this, and it is easy to visually grasp such as a line graph or a bar graph. I just need it.
In the above embodiment, the observation point is in the vehicle interior, but the position of the observation point is not limited to this, and may be outside the vehicle interior or outside the vehicle. In this case, it is effective in reducing outside noise.

自動車をはじめとした車両の車室内の騒音の低減や車両の機械騒音の低減のために、広く適用しうる。   The present invention can be widely applied to reduce the noise in the passenger compartment of a vehicle such as an automobile or the mechanical noise of the vehicle.

１ 車体
２ エンジンルーム
３ 車室
４ パネル
５ 観測点
１０ コンピュータ
１１ 解析処理部（構造モード解析及び音響解析処理手段）
１２ 演算部（演算手段）
２０ ディスプレイ（表示手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Car body 2 Engine room 3 Car compartment 4 Panel 5 Observation point 10 Computer 11 Analysis processing part (structure mode analysis and acoustic analysis processing means)
12 Calculation unit (calculation means)
20 Display (display means)

Claims (6)

車体の音響データ及び構造データに基づいて、モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）及びモード刺激係数（ＭＰＦ）を求め、前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）と前記モード刺激係数（ＭＰＦ）との積として前記車体の観測点における音響感度（ｐ）を求めて、前記音響感度（ｐ）の要因を分析する車体特性分析方法であって、
前記音響感度（ｐ）の共振周波数における前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）の相対値と前記モード刺激係数（ＭＰＦ）の相対値とを抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにより抽出されたそれぞれの相対値を比較して、前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）及び前記モード刺激係数（ＭＰＦ）のうち相対値の大きい方を、共振寄与度が高いと判定する判定ステップと、を有する
ことを特徴とする、車体特性分析方法。 Based on the acoustic data and structural data of the vehicle body, a modal acoustic transfer vector (MATV) and a mode stimulation coefficient (MPF) are obtained, and the vehicle body is obtained as a product of the modal acoustic transmission vector (MATV) and the mode stimulation coefficient (MPF). A vehicle body characteristic analysis method for obtaining an acoustic sensitivity (p) at an observation point and analyzing a factor of the acoustic sensitivity (p),
An extraction step of extracting a relative value of the modal acoustic transfer vector (MATV) and a relative value of the mode stimulation coefficient (MPF) at a resonance frequency of the acoustic sensitivity (p);
Judging by comparing the relative values extracted in the extraction step and determining that the higher of the relative values of the modal acoustic transfer vector (MATV) and the mode stimulation coefficient (MPF) has a higher resonance contribution. And a vehicle body characteristic analysis method. 前記音響データにかかる音響モデル及び前記構造データにかかる構造モデルは、前記車体を、多数の要素に分割されたパネルが複数組み合わされた集合体として構成され、
前記音響モデル及び前記構造モデルに基づいて求めた前記車体の構造固有モード（Φ）及び音響伝達関数（ＡＴＶ）から、前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）を、前記各パネル単位で演算する演算ステップと、
前記演算ステップにより演算された前記各パネルの前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）を合算したトータルモーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶTotal）の共振周波数における、前記各パネルの前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）の相対値を抽出する第２の抽出ステップと、
前記第２の抽出ステップにより抽出されたそれぞれの相対値を比較して、相対値の大きいパネルを共振寄与度が高いと判定する第２の判定ステップと、を有する
ことを特徴とする、請求項１記載の車体特性分析方法。 The acoustic model related to the acoustic data and the structural model related to the structural data are configured as an assembly in which the vehicle body is combined with a plurality of panels divided into a large number of elements.
A calculation step of calculating the modal acoustic transfer vector (MATV) for each panel from the structural eigenmode (Φ) and the acoustic transfer function (ATV) of the vehicle body determined based on the acoustic model and the structural model; ,
Relative of the modal sound transfer vector (MATV) of each panel at the resonance frequency of the total modal sound transfer vector (MATV Total ) obtained by adding the modal sound transfer vectors (MATV) of the panels calculated in the calculation step. A second extraction step for extracting values;
The method further comprises a second determination step of comparing each relative value extracted in the second extraction step to determine that a panel having a large relative value has a high resonance contribution. The vehicle body characteristic analysis method according to 1. 前記第２の判定ステップにおいて共振寄与度が高いと判定したパネルについて、前記トータルモーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶTotal）の共振周波数における、前記各パネルの前記構造固有モード（Φ）の相対値と、前記音響伝達関数（ＡＴＶ）の相対値とを抽出する第３の抽出ステップと、
前記第３の抽出ステップにより抽出されたそれぞれの相対値を比較して、前記構造固有モード（Φ）及び前記音響伝達関数（ＡＴＶ）のうち相対値の大きい方を、共振寄与度が高いと判定する第３の判定ステップと、を有する
ことを特徴とする、請求項２記載の車体特性分析方法。 For the panel determined to have a high resonance contribution in the second determination step, the relative value of the structural eigenmode (Φ) of each panel at the resonance frequency of the total modal acoustic transfer vector (MATV Total ), A third extraction step for extracting a relative value of the acoustic transfer function (ATV);
Comparing the relative values extracted in the third extraction step, it is determined that the larger of the relative values of the structure eigenmode (Φ) and the acoustic transfer function (ATV) has a higher resonance contribution. The vehicle body characteristic analysis method according to claim 2, further comprising: a third determination step. 車体の音響データ及び構造データに基づいて、モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）及びモード刺激係数（ＭＰＦ）を求め、前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）と前記モード刺激係数（ＭＰＦ）との積として前記車体の観測点における音響感度（ｐ）を求めて、前記音響感度（ｐ）の要因を分析する車体特性分析補助装置であって、
前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）の値の周波数ごとの相対値を演算すると共に、周波数ごとに得られる前記モード刺激係数（ＭＰＦ）の値の周波数ごとの相対値を演算する演算手段と、
前記音響感度（ｐ）と、前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）の相対値と、前記モード刺激係数（ＭＰＦ）の相対値とを、いずれも周波数対応で並列して表示する表示手段と、を有する
ことを特徴とする、車体特性分析補助装置。 Based on the acoustic data and structural data of the vehicle body, a modal acoustic transfer vector (MATV) and a mode stimulation coefficient (MPF) are obtained, and the vehicle body is obtained as a product of the modal acoustic transmission vector (MATV) and the mode stimulation coefficient (MPF). A vehicle body characteristic analysis assisting device for determining the acoustic sensitivity (p) at the observation point and analyzing the factor of the acoustic sensitivity (p),
Calculating means for calculating a relative value for each frequency of the value of the modal acoustic transfer vector (MATV), and calculating a relative value for the frequency of the value of the mode stimulation coefficient (MPF) obtained for each frequency;
Display means for displaying the acoustic sensitivity (p), the relative value of the modal acoustic transfer vector (MATV), and the relative value of the mode stimulation coefficient (MPF) in parallel for each frequency. A vehicle body characteristic analysis auxiliary device. 前記音響データにかかる音響モデル及び前記構造データにかかる構造モデルは、前記車体を、多数の要素に分割されたパネルが複数組み合わされた集合体として構成され、
前記演算手段は、前記音響モデル及び前記構造モデルに基づいて求めた前記車体の構造固有モード（Φ）及び音響伝達関数（ＡＴＶ）から、前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）を、前記各パネル単位で演算し、演算した前記各パネルの前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）の値の周波数ごとの相対値を演算すると共に、前記各パネルの前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）を合算したトータルモーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶTotal）の値の周波数ごとの相対値を演算し、
前記表示手段は、前記演算手段により演算された、前記トータルモーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶTotal）の相対値と、前記各パネルの、前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）の相対値とを、いずれも周波数対応で並列して表示する
ことを特徴とする、請求項４記載の車体特性分析補助装置。 The acoustic model related to the acoustic data and the structural model related to the structural data are configured as an assembly in which the vehicle body is combined with a plurality of panels divided into a large number of elements.
The computing means calculates the modal acoustic transfer vector (MATV) for each panel from the structural eigenmode (Φ) and acoustic transfer function (ATV) of the vehicle body determined based on the acoustic model and the structural model. A total modal sound transfer vector obtained by calculating and calculating a relative value for each frequency of the calculated modal sound transfer vector (MATV) of each panel and adding the modal sound transfer vectors (MATV) of each panel. Calculate the relative value for each frequency of the value of (MATV Total ),
The display means uses the relative value of the total modal sound transfer vector (MATV Total ) calculated by the calculation means and the relative value of the modal sound transfer vector (MATV) of each panel as a frequency. 5. The vehicle body characteristic analysis auxiliary device according to claim 4, wherein the display is performed in parallel in correspondence. 前記演算手段は、前記各パネルの前記構造固有モード（Φ）及び前記音響伝達関数（ＡＴＶ）の値の周波数ごとの相対値をそれぞれ演算し、
前記表示手段は、前記演算手段により演算された前記各パネルの前記車体の構造固有モード（Φ）の相対値及び前記音響伝達関数（ＡＴＶ）の相対値と、前記各パネルの前記モーダル音響伝達ベクトル（ＭＡＴＶ）の相対値とを、いずれも周波数対応で並列して表示する
ことを特徴とする、請求項５記載の車体特性分析補助装置。 The calculation means calculates a relative value for each frequency of the value of the structure natural mode (Φ) and the acoustic transfer function (ATV) of each panel,
The display means includes a relative value of the structural eigenmode (Φ) of the vehicle body and a relative value of the acoustic transfer function (ATV) of each panel calculated by the calculating means, and the modal acoustic transfer vector of each panel. 6. The vehicle characteristic analysis auxiliary device according to claim 5, wherein the relative values of (MATV) are displayed in parallel in correspondence with frequencies.
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