KR20220047336A

KR20220047336A - 자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 방법 및 해석 장치

Info

Publication number: KR20220047336A
Application number: KR1020227008368A
Authority: KR
Inventors: 고이치 나카가와; 다카노부 사이토; 츠요시 시오자키
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2019-09-19
Filing date: 2020-05-07
Publication date: 2022-04-15
Also published as: WO2021053872A1; EP4032786A1; JP2021047686A; EP4032786A4; CN114423671B; MX2022003311A; CN114423671A; US20220350940A1; JP6798595B1

Abstract

본 발명에 관련된 자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 방법은, 플로어 패널 모델 (43) 을 갖는 차체 해석 모델 (41) 을 취득하는 스텝 S1 과, 플로어 패널 모델 (43) 에 부여하는 비드 변수의 분포에 관한 해석 조건을 설정하는 스텝 S3 과, 1 개의 비드를 부여하는 범위를 설정하는 스텝 S5 와, 그 비드 부여 범위에 부여하는 비드 변수의 분포를 취득하는 스텝 S7 과, 그 취득한 비드 변수의 분포가 부여된 플로어 패널 모델 (43) 의 등가 방사 파워 (ERP) 를 재취득하는 스텝 S9 와, 상기 비드 부여 범위에 있어서 ERP 가 최소가 되는 비드 변수의 분포를 구하는 스텝 S11 과, 그 최소가 되는 비드 변수의 분포를 플로어 패널 (31) 에 부여하는 비드의 최적의 분포로서 결정하는 스텝 S13 을 포함한다.

Description

자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 방법 및 해석 장치

본 발명은, 자동차 (automotive) 의 패널 (panel) 부품 (part) 의 진동 소음 (vibration noise) 저감 해석 방법 및 해석 장치에 관한 것으로, 특히, 자동차의 패널 부품의 진동에서 기인하는 소음을 저감시키기 위해 그 패널 부품에 부여하는 비드 (bead) 의 최적의 분포를 구하는 자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 방법 및 해석 장치에 관한 것이다. 또한, 본원에 있어서, 비드의 분포란, 패널 부품에 부여하는 비드에 관한 비드 변수 (위치와, 각 위치에 있어서의 비드의 모양, 크기 (길이, 폭, 높이 등), 각도 및 방향) 를 말한다.

자동차의 플로어 패널 (floor panel), 대시 로어 패널 (dash lower panel) 등의 자동차의 패널 부품의 진동은, 로드 노이즈 (road noise) 나 윙윙 소리 (booming noise) 의 발생원이 되어, 차실 (cabin) 내 소음을 악화시킨다. 그 때문에, 차실 내 소음의 저감은, 자동차의 상품 가치를 향상시키는 데에 있어서 과제가 되고 있다.

패널 부품의 진동에 의한 차실 내 소음을 저감시키는 기술로서, 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 차체의 좌우측 부재로부터 프런트 카울 (front cowl) 에 진동이 전달되는 전달 경로 (transmission path) 내에 있는 차체 골격 (automotive body frame) 부품에 비드를 부여함으로써, 비드가 진동 전달의 단점 (斷點) (breakpoint) 으로서 기능하는 구조가 개시되어 있다. 그러나, 이 기술에서는, 특정한 진동 모드 (vibration mode) 에서의 전달 경로에 대해 진동을 차단하는 (shut off) 것은 할 수 있지만, 상이한 진동 모드에서 다른 전달 경로에 대해서는 진동을 차단할 수 없다.

종래, 직접적으로 패널 부품의 소음 진동을 저감시키는 기술로는, 패널 부품에 비드 (볼록상부 또는 오목상부) 패턴을 형성하거나, 패널을 두껍게 함으로써 그 면강성 (surface rigidity) 을 높여, 고유 진동수 (eigenfrequency) 를 변경하는 것이 유효하다고 여겨지고 있다. 그러나, 종래에는 경험적으로 비드 (볼록상부 또는 오목상부) 를 배치했기 때문에 비효율적이었다. 또, 종래의 패널 부품의 판 두께 (thickness) 를 두껍게 하는 대책은, 차량 중량 (automotive body weight) 이 증가하여, 연비 (fuel efficiency) 가 악화되는 것이 문제로 되어 있었다. 이와 같은 과제에 대해, 패널에 부여하는 비드의 최적의 형상을 구하는 해석 소프트가 비특허문헌 1 에 개시되어 있다. 또, 비특허문헌 2 에는, 자동차의 패널의 진동 레벨을 저감시킴으로써 차량 (vehicle) 의 로드 노이즈를 저감시킨 사례가 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 2010-228718호

"구조 최적화 (structural optimization) 설계 소프트웨어 Altair OptiStruct", [online], [레이와 1년 7월 18일 검색], 인터넷 ＜URL : https://www.terrabyte.co.jp/Hyper/OptiStruct-3.htm＞ 시미즈 카츠야, 외 5 명, 신형 CX-9 의 정숙성 (quietness) 개발에 대해, 마츠다 기보, No.33, pp.33-38 (2016)

그러나, 비특허문헌 1 에는, 비드 변수 (bead parameter) 로서 비드의 모양과 크기 중에서 1 개 선택하여 그 비드의 위치만을 구하는 해석 소프트와 그 해석 결과의 예는 나타나 있지만, 비특허문헌 2 와 함께, 자동차의 패널 부품의 진동에서 기인하는 소음을 저감시키기 위해, 그 패널 부품에 부여하는 비드에 대해, 패널 실부품으로서 최적이고 실제조가 가능한 비드의 분포 (위치, 모양, 크기, 각도 및 방향) 를 각각 어떻게 구할지에 대해서는 전해 개시되어 있지 않았다.

본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 자동차의 패널 부품의 진동에서 기인하는 소음을 저감시키기 위해 그 패널 부품에 부여하는 비드의 최적으로 실제조가 가능한 비드의 분포 (위치, 모양, 크기, 각도 및 방향) 를 효율적으로 구할 수 있는 자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 방법 및 해석 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관련된 자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 방법은, 자동차의 패널 부품의 진동에서 기인하는 소음을 저감시키기 위해 그 패널 부품에 부여하는 비드의 최적의 분포를 구하는 것이고, 컴퓨터가 이하의 각 스텝을 실시하는 것으로서, 상기 자동차의 패널 부품을 평면 요소 (two-dimensional element) 로 모델화한 패널 부품 모델을 포함하는 차체 해석 모델 (automotive body analysis model) 을 취득하는 차체 해석 모델 취득 스텝과, 상기 패널 부품 모델에 부여하는 비드에 관한 비드 변수의 분포를 구하는 최적화 해석 (optimized analysis) 을 위한 비드 변수 분포 해석 조건과, 진동 모드 해석에 있어서의 진동 조건을 설정하는 해석 조건 설정 스텝 (a step setting analysis condition) 과, 상기 패널 부품 모델에 상기 비드를 부여하는 복수의 비드 부여 범위 중, 1 개의 비드 부여 범위를 설정하는 1 개의 비드 부여 범위 설정 스텝 (a step setting area to arrange bead) 과, 상기 진동 모드 해석에 의해 상기 진동 조건으로부터 산출되는 등가 방사 파워 (equivalent radiated power) (ERP) 를 포함하는 상기 비드 변수 분포 해석 조건하에서, 상기 설정한 1 개의 비드 부여 범위에 부여하는 상기 비드 변수의 분포를 구하는 비드 변수 분포 취득 스텝 (a step to acquire bead parameter distribution) 과, 그 구한 비드 변수의 분포가 부여된 상기 패널 부품 모델의 등가 방사 파워 (ERP) 를 재취득하는 등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝 (ERP reacquisition step) 과, 상기 비드 변수 분포 취득 스텝에 있어서 구하는 비드 변수를 변경하여, 상기 비드 변수 분포 취득 스텝과 상기 등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝을 반복 실행하고, 상기 설정한 1 개의 비드 부여 범위에 대해 상기 ERP 가 최소가 되는 비드 변수의 분포를 구하는 비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득 스텝 (bead parameter distribution acquisition step on minimum ERP in bead setting range) 과, 상기 패널 부품 모델에 있어서의 상기 1 개의 비드 부여 범위를 변경하여, 상기 1 개의 비드 부여 범위 설정 스텝과 상기 비드 변수 분포 취득 스텝과 상기 등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝과 상기 비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득 스텝을 반복 실행하고, 상기 패널 부품 모델에 있어서의 비드 부여 범위와, 그 비드 부여 범위에 대해 구한 비드 변수의 분포를, 상기 패널 부품에 부여하는 최적의 비드의 분포로서 결정하는 최적 비드 분포 결정 스텝 (a step to determine optimal bead distribution) 을 포함하고, 상기 비드 변수 분포 취득 스텝은, 상기 설정한 비드 부여 범위에 부여하는 비드에 관한 비드 변수를 1 개 선택하는 비드 변수 선택 스텝 (a step to select bead parameter) 과, 그 선택한 1 개의 비드 변수를 설계 변수 (design variables) 로 하여 상기 차체 해석 모델에 설정하고, 상기 비드 부여 범위에 부여하는 비드 변수의 분포를 산출하기 위한 비드 변수 분포 해석 모델을 생성하는 비드 변수 분포 해석 모델 생성 스텝 (bead parameter distribution analysis model generation step) 과, 그 생성한 비드 변수 분포 해석 모델에, 상기 해석 조건 설정 스텝에 있어서 설정되어 상기 진동 모드 해석에 의해 상기 진동 조건으로부터 산출되는 등가 방사 파워 (ERP) 를 포함하는 상기 비드 변수 분포 해석 조건을 부여하여 최적화 해석하고, 상기 선택한 1 개의 비드 변수를 설계 변수로 하여 최적화한 분포를 구하는 비드 변수 설계 변수 분포 해석 스텝 (bead variable design variable distribution analysis step) 을 갖고, 상기 최적 비드 분포 결정 스텝은, 상기 1 개의 비드 부여 범위 설정 스텝에 있어서 설정한 상기 비드 부여 범위마다 상기 패널 부품 모델의 ERP 가 최소가 되는 비드 변수의 분포를 구하고, 그 ERP 가 최소가 되는 비드 부여 범위와, 그 비드 부여 범위에 대해 구한 비드 변수의 분포를, 상기 패널 부품에 부여하는 비드의 최적의 분포로서 결정한다.

본 발명에 관련된 자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 장치는, 자동차의 패널 부품의 진동에서 기인하는 소음을 저감시키기 위해 그 패널 부품에 부여하는 비드의 최적의 분포를 구하는 것으로서, 상기 자동차의 패널 부품을 평면 요소로 모델화한 패널 부품 모델을 포함하는 차체 해석 모델을 취득하는 차체 해석 모델 취득부 (automotive body analysis model acquisition unit) 와, 상기 패널 부품 모델에 부여하는 비드에 관한 비드 변수의 분포를 구하는 최적화 해석을 위한 비드 변수 분포 해석 조건과, 진동 모드 해석에 있어서의 진동 조건을 설정하는 해석 조건 설정부 (analysis condition setting unit) 와, 상기 패널 부품 모델에 상기 비드를 부여하는 복수의 비드 부여 범위 중, 1 개의 비드 부여 범위를 설정하는 1 개의 비드 부여 범위 설정부 (one bead application range setting unit) 와, 상기 진동 모드 해석에 의해 상기 진동 조건으로부터 산출되는 등가 방사 파워 (ERP) 를 포함하는 상기 비드 변수 분포 해석 조건하에서, 상기 설정한 1 개의 비드 부여 범위에 부여하는 상기 비드 변수의 분포를 구하는 비드 변수 분포 취득부 (bead variable distribution acquisition unit) 와, 그 구한 비드 변수의 분포가 부여된 상기 패널 부품 모델의 등가 방사 파워 (ERP) 를 재취득하는 등가 방사 파워 (ERP) 재취득부 (ERP reacquisition unit) 와, 상기 비드 변수 분포 취득부에 의해 구하는 비드 변수를 변경하여, 상기 비드 변수 분포 취득부와 상기 등가 방사 파워 (ERP) 재취득부에 의한 처리를 반복 실행하고, 상기 설정한 1 개의 비드 부여 범위에 대해 상기 ERP 가 최소가 되는 비드 변수의 분포를 구하는 비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득부 (bead parameter distribution acquisition unit on minimum ERP in bead setting range) 와, 상기 패널 부품 모델에 있어서의 상기 1 개의 비드 부여 범위를 변경하여, 상기 1 개의 비드 부여 범위 설정부와 상기 비드 변수 분포 취득부와 상기 등가 방사 파워 (ERP) 재취득부와 상기 비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득부에 의한 처리를 반복 실행하고, 상기 패널 부품 모델에 있어서의 비드 부여 범위와, 그 비드 부여 범위에 대해 구한 비드 변수의 분포를, 상기 패널 부품에 부여하는 최적의 비드의 분포로서 결정하는 최적 비드 분포 결정부 (optimal bead distribution determination unit) 를 포함하고, 상기 비드 변수 분포 취득부는, 상기 설정한 비드 부여 범위에 부여하는 비드에 관한 비드 변수를 1 개 선택하는 비드 변수 선택부 (bead parameter selection unit) 와, 그 선택한 1 개의 비드 변수를 설계 변수로 하여 상기 차체 해석 모델에 설정하고, 상기 비드 부여 범위에 부여하는 비드 변수의 분포를 산출하기 위한 비드 변수 분포 해석 모델을 생성하는 비드 변수 분포 해석 모델 생성부 (bead parameter distribution analysis model generation unit) 와, 그 생성한 비드 변수 분포 해석 모델에, 상기 해석 조건 설정부에 의해 설정되어 상기 진동 모드 해석에 의해 상기 진동 조건으로부터 산출되는 등가 방사 파워 (ERP) 를 포함하는 상기 비드 변수 분포 해석 조건을 부여하여 최적화 해석하고, 상기 선택한 1 개의 비드 변수를 설계 변수로 하여 최적화한 분포를 구하는 비드 변수 설계 변수 분포 해석부 (bead parameter design variable distribution analysis unit) 를 갖고, 상기 최적 비드 분포 결정부는, 상기 1 개의 비드 부여 범위 설정부에 의해 설정된 상기 비드 부여 범위마다 상기 패널 부품 모델의 ERP 가 최소가 되는 비드 변수의 분포를 구하고, 그 ERP 가 최소가 되는 비드 부여 범위와, 그 비드 부여 범위에 대해 구한 비드 변수의 분포를, 상기 패널 부품에 부여하는 비드의 최적의 분포로서 결정한다.

본 발명에 있어서는, 자동차의 패널 부품에 부여하는 비드의 최적의 분포를 구함으로써, 그 패널 부품의 진동에서 기인하는 소음을 저감시킬 수 있어, 자동차의 정숙성이나 상품 가치의 향상에 크게 기여할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 장치의 블록도 (block diagram) 를 나타낸다.
도 2 는, 본 실시형태에 있어서, 해석 대상으로 한 자동차의 플로어 패널을 나타내는 도면이다.
도 3 은, 본 실시형태에 있어서, 비드 변수 분포 해석 모델에 설정하는 비드의 기본 형상 (모양, 크기, 각도, 방향) 을 설명하는 도면이다.
도 4 는, 본 실시형태에 있어서, 비드 변수 분포 해석 모델에 주기적인 하중을 부여하는 위치와 그 방향을 나타내는 도면이다.
도 5 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 방법의 처리의 개요를 나타내는 도면이다.
도 6 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 방법의 상세한 플로를 나타내는 도면이다.
도 7 은, 플로어 패널 모델의 천판부 (top portion) 에 부여하는 비드 변수의 분포의 해석 결과의 일례 (a) 와, 스무딩 처리한 비드 변수의 분포의 일례 (b) 를 나타내는 도면이다.
도 8 은, 플로어 패널 모델의 세로벽부 (side wall portion) 에 부여하는 비드 변수의 분포의 해석 결과의 예 (a-1), (a-2), (a-3) 과, 스무딩 처리 (smoothing) 한 비드 변수의 분포의 예 (b-1), (b-2), (b-3) 과, 세로벽부 (세로벽 A, 세로벽 B 및 세로벽 C) 의 위치 (c) 를 나타내는 도면이다.
도 9 는, 비교예로서, 플로어 패널 모델의 전체면에 부여하는 비드 변수의 분포의 해석 결과의 일례 (a) 와, 스무딩 처리한 비드 변수의 분포의 일례 (b) 를 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시형태에 관련된 자동차 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 방법 및 해석 장치에 대해 설명하기에 앞서, 본 실시형태에서 대상으로 하는 자동차의 패널 부품에 대해 설명한다. 또한, 본원의 도면 (도 2, 도 4, 도 7, 도 8 및 도 9) 중에 나타내는 X 방향, Y 방향 및 Z 방향은, 각각, 차체 전후 방향, 차체 폭 방향 및 차체 상하 방향을 나타낸다.

＜자동차의 패널 부품＞

본 발명에 관련된 자동차의 패널 부품은, 박판 (thin sheet) 구조의 자동차 부품이며, 일례로서 도 2 에 나타내는 플로어 패널 (31) 을 들 수 있다. 또한, 플로어 패널 (31) (플로어 패널 모델 (43)) 의 천판부 (43a) 는 지면 안쪽으로 오목한 형상이다. 이와 같은 패널 부품이 진동하면, 로드 노이즈나 윙윙 소리의 발생원이 되어, 차실 내의 소음을 악화시킨다. 그 때문에, 패널 부품의 진동에서 기인하는 소음을 저감시키기 위해서는, 전술한 바와 같이, 패널 부품에 비드를 부여함으로써 그 패널 부품의 면강성을 높게 하여, 고유 진동수를 변경하는 것이 유효하다.

＜자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 장치＞

다음으로, 본 실시형태에 관련된 자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 장치 (이하, 간단히「진동 소음 저감 해석 장치」라고 한다) 의 구성에 대해, 이하에 설명한다.

본 실시형태에 관련된 진동 소음 저감 해석 장치 (1) 는, 자동차의 패널 부품의 진동에서 기인하는 소음을 저감시키기 위해 그 패널 부품에 부여하는 비드의 비드 변수의 최적의 분포 (비드의 위치, 및 각 위치에 있어서의 비드의 모양, 크기, 각도, 방향) 를 구하는 것으로서, 도 1 에 나타내는 바와 같이, PC (퍼스널 컴퓨터) 등에 의해 구성되고, 표시 장치 (display device) (3), 입력 장치 (input device) (5), 기억 장치 (memory storage) (7), 작업용 데이터 메모리 (working data memory) (9) 및 연산 처리부 (arithmetic processing) (11) 를 갖고 있다. 그리고, 표시 장치 (3), 입력 장치 (5), 기억 장치 (7) 및 작업용 데이터 메모리 (9) 는, 연산 처리부 (11) 에 접속되고, 연산 처리부 (11) 로부터의 지령에 의해 각각의 기능이 실행된다. 이하, 패널 부품으로서 도 2 에 나타내는 플로어 패널 (31) 에 부여하는 최적의 비드의 분포를 구하는 경우를 예로 하여, 진동 소음 저감 해석 장치 (1) 의 각 구성에 대해 설명한다.

≪표시 장치≫

표시 장치 (3) 는, 해석 결과의 표시 등에 사용되고, 액정 모니터 등으로 구성된다.

≪입력 장치≫

입력 장치 (5) 는, 차체 해석 모델 파일 (40) 의 표시 지시나 조작자의 조건 입력 등에 사용되고, 키보드나 마우스 등으로 구성된다.

≪기억 장치≫

기억 장치 (7) 는, 차체 해석 모델 파일 (40) 등의 각종 파일의 기억 등에 사용되고, 하드 디스크 등으로 구성된다.

차체 해석 모델 (41) 이란, 도 2 에 예시하는 바와 같이, 플로어 패널 (31) 을 평면 요소로 모델화한 플로어 패널 모델 (43) 과, 차체 골격 (automotive body frame) 전체를 평면 요소 및/또는 입체 요소 (three-dimensional element) 로 모델화한 차체 전체 모델 (45) 을 포함하는 것이고, 차체 해석 모델 파일 (40) 은, 차체 해석 모델 (41) 의 각종 정보가 격납된 것이다. 또한, 도 2 에 나타내는 차체 전체 모델 (45) 은, 차체 전체의 일부를 나타낸 것이다. 차체 해석 모델 파일 (40) 에 격납되어 있는 각종 정보로는, 차체 해석 모델 (41) (플로어 패널 모델 (43) 및 차체 전체 모델 (45)) 의 요소나 절점 (節點) (node) 에 관한 정보나, 재료 특성 (material property) 에 관한 정보 등을 들 수 있다.

≪작업용 데이터 메모리≫

작업용 데이터 메모리 (9) 는, 연산 처리부 (11) 에서 사용하는 데이터의 일시 보존 (기억) 이나 연산에 사용되고, RAM (Random Access Memory) 등으로 구성된다.

≪연산 처리부≫

연산 처리부 (11) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 차체 해석 모델 취득부 (13) 와, 해석 조건 설정부 (15) 와, 1 개의 비드 부여 범위 설정부 (17) 와, 비드 변수 분포 취득부 (19) 와, 등가 방사 파워 (ERP) 재취득부 (21) 와, 비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득부 (23) 와, 최적 비드 분포 결정부 (25) 를 구비하고, PC 등의 CPU (중앙 연산 처리 장치) 에 의해 구성된다. 이들 각 부는, CPU 가 소정의 프로그램을 실행함으로써 기능한다. 연산 처리부 (11) 에 있어서의 상기의 각 부의 기능을 이하에 설명한다.

(차체 해석 모델 취득부)

차체 해석 모델 취득부 (13) 는, 평면 요소를 사용하여 모델화한 패널 부품 모델을 포함하는 차체 해석 모델을 취득하는 것이다. 본 실시형태에서는, 도 2 에 나타내는 플로어 패널 (31) 을 평면 요소로 모델화한 플로어 패널 모델 (43) 과, 차체 골격 전체를 평면 요소 및/또는 입체 요소로 모델화한 차체 전체 모델 (45) 을 포함하는 차체 해석 모델 (41) 로서 취득한다. 차체 해석 모델 (41) 은, 기억 장치 (7) 에 기억된 차체 해석 모델 파일 (40) 로부터 차체 해석 모델 (41) 의 요소 정보나 재료 특성 정보를 판독 입력함으로써 취득할 수 있다.

또한, 차체 해석 모델 취득부 (13) 에서 취득하는 차체 해석 모델은, 패널 부품 모델과 차체 전체 모델을 포함하여 이루어지는 것에 한정되지 않고, 복수의 차체 골격 부품 모델로 이루어지는 차체 부분 모델 (도시 없음) 과 패널 부품 모델을 포함하여 이루어지는 것이나, 패널 부품 모델만으로 이루어지는 것이어도 된다.

(해석 조건 설정부)

해석 조건 설정부 (15) 는, 플로어 패널 모델 (43) 에 부여하는 비드에 관한 비드 변수의 분포를 구하는 최적화 해석 (비드 변수 분포 해석) 을 위한 비드 변수 분포 해석 조건과, 진동 모드 해석에 있어서의 진동 조건을 설정하는 것이다.

비드 변수 분포 해석 조건에는, 목적 조건 (response condition) 과 제약 조건 (constraint condition) 이 있다. 목적 조건은, 비드 변수 분포 해석에 의해 구하는 목적에 따라 설정하는 조건이며, 본 발명에서는, 비드 변수의 1 개를 설계 변수로 하고, 그 설계 변수에 있어서의 플로어 패널 모델 (43) 의 등가 방사 파워 (ERP) 를 최소로 하는 것으로 하였다. 또한, 등가 방사 파워 (ERP) 에 대해서는 후술한다. 제약 조건은, 비드 변수 분포 해석을 실시하는 데에 있어서 부과하는 제약이며, 본 실시형태에서는, 비드 면적률 (bead area ratio) 을 50 ％ 이하로 하였다. 또한, 비드 면적률이란, 플로어 패널 모델 (43) 에 설정한 비드 부여 범위에 있어서의 면적에 대해, 비드 변수 분포 해석에 의해 구해진 비드 변수 (위치) 의 분포에 있어서의 비드가 차지하는 면적의 비율로 하였다.

진동 조건은, 진동 모드 해석에 관한 해석 조건이며, 후술하는 비드 변수 분포 해석 모델 생성부 (193) 에 의해 생성되는 비드 변수 분포 해석 모델에 있어서의 주기적 하중 (cyclic load) 을 부여하는 위치와 그 주기적 하중의 진폭값 (amplitude value) 및 주기 (cycle) 나, 비드 변수 분포 해석 모델을 구속하는 (restrict) 위치를 설정한다. 또한, 진동 모드 해석은, 플로어 패널 모델 (43) 의 진동에 의한 등가 방사 파워 (ERP) 를 산출하기 위해 실시하는 것이며, 후술하는 비드 변수 분포 취득부 (19) 및 등가 방사 파워 (ERP) 재취득부 (21) 에 의해 실시된다.

도 4 에, 비드 변수 분포 해석 모델 (51) 에 있어서의 차체 우측의 리어 쇼크부 (rear shock portion) (53) (도 2 에 나타내는 리어 쇼크부 (47) 에 상당) 를 하중 입력점으로 하여 주기적 하중 (진폭 1 N) 을 부여한 예를 나타낸다. 또한, 진동 조건으로는, 주기적 하중을 부여하는 것에 한정되지 않고, 비드 변수 분포 해석 모델 (51) 의 소정 위치에 주기적인 변위 (진폭, 주기) 를 부여하는 것이어도 된다.

(1 개의 비드 부여 범위 설정부)

1 개의 비드 부여 범위 설정부 (17) 는, 도 2 에 나타내는 플로어 패널 모델 (43) 에 비드 (49) 를 부여하는 복수의 비드 부여 범위 중, 1 개의 비드 부여 범위를 설정하는 것이다. 본 실시형태에서는, 플로어 패널 모델 (43) 의 천판부 (43a) 나 세로벽부 (43b ∼ 43d) 를 비드 부여 범위로 하고, 비교로서, 플로어 패널 모델 (43) 의 전체면을 비드 부여 범위로 하였다.

(비드 변수 분포 취득부)

비드 변수 분포 취득부 (19) 는, 해석 조건 설정부 (15) 에 의해 설정되어 진동 모드 해석에 의해 진동 조건으로부터 산출되는 등가 방사 파워 (ERP) 를 포함하는 비드 변수 분포 해석 조건하에서, 1 개의 비드 부여 범위 설정부 (17) 에 의해 설정한 1 개의 비드 부여 범위에 부여하는 비드 변수의 분포를 구하는 것이며, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 비드 변수 선택부 (191) 와, 비드 변수 분포 해석 모델 생성부 (193) 와, 비드 변수 설계 변수 분포 해석부 (195) 를 갖는다.

비드 변수 선택부 (191) 는, 플로어 패널 모델 (43) 에 설정한 비드 부여 범위에 부여하는 비드 (49) 의 기본 형상에 관한 비드 변수를 1 개 선택하는 것이다.

비드 (49) 의 기본 형상으로서, 예를 들어 도 3 에 나타내는 바와 같이, 플로어 패널 모델 (43) 에 부여하는 비드 (49) 의 모양 (원형), 크기 (길이 (직경) L, 폭 (직경) w, 높이 h), 각도 θ, 및 비드 (49) 의 방향 (차 내측으로 볼록 또는 차 외측으로 볼록) 이 있다. 그리고, 비드 변수 선택부 (191) 에 의해 선택하는 비드 변수는, 비드 (49) 의 모양 (예를 들어, 평면에서 볼 때, 원, 장방형, 정방형, 타원, 마름모꼴, 장원 등), 비드의 길이 L, 폭 w, 각도 θ 및 높이 h 각각의 상한값과 하한값, 비드 (49) 가 취할 수 있는 방향이다.

비드 (49) 가 취할 수 있는 방향은, 예를 들어, 도 3(b) 및 도 3(c) 에 나타내는 원형의 비드 (49) 인 경우에는, 차 내측으로 볼록 또는 차 외측으로 볼록을 부여한다. 다만, 비드 변수 분포 해석에 있어서 비드 (49) 의 높이 h 가 정 (正) 의 값에서 부 (負) 의 값까지 취할 수 있는 것으로 하고, 예를 들어, 높이 h 가 정의 값인 경우에는 차 내측 (inside the automobile) 으로 볼록, 부의 값인 경우에는 차 외측으로 볼록으로 하여, 비드 (49) 의 방향을 설정해도 된다.

또한, 도 3 은, 평면에서 볼 때 원형으로서, 플로어 패널 모델 (43) 의 천판부 (43a) 에 대해 법선 방향 (normal direction) 으로 볼록해지는 비드 (49) 를 부여한 예를 나타낸 것이다.

비드 변수 분포 해석 모델 생성부 (193) 는, 비드 변수 선택부 (191) 에 의해 선택한 1 개의 비드 변수를 설계 변수로 하여 차체 해석 모델 (41) 에 설정하고, 상기 비드 부여 범위에 부여하는 비드 (49) 에 관한 비드 변수의 분포를 산출하기 위한 비드 변수 분포 해석 모델 (51) 을 생성하는 것이다.

먼저, 비드 변수 선택부 (191) 에 의해 선택된 비드 변수의 범위 내에서, 비드 변수에 관한 각 변수 (모양, 크기 (예를 들어, 길이 L, 폭 w 또는 높이 h), 각도 및 방향) 를 설정한다. 다음으로, 비드 변수에 관한 변수 중 1 개를 설계 변수로서 선택하고 (예를 들어, 높이 h), 그 선택한 설계 변수를 차체 해석 모델 (41) (도 2) 에 있어서의 1 개의 비드 부여 범위 설정부 (17) 에서 설정한 플로어 패널 모델 (43) 의 비드 부여 범위에 설정함으로써, 비드 변수 분포 해석 모델 (51) 을 생성할 수 있다.

비드 변수 설계 변수 분포 해석부 (195) 는, 비드 변수 분포 해석 모델 생성부 (193) 에 의해 생성한 비드 변수 분포 해석 모델 (51) 에, 해석 조건 설정부 (15) 에 의해 설정되어 상기 진동 모드 해석에 의해 상기 진동 조건으로부터 산출되는 등가 방사 파워 (ERP) 를 포함하는 상기 비드 변수 분포 해석 조건을 부여하여 최적화 해석 (비드 변수 분포 해석) 하고, 비드 변수 선택부 (191) 에 의해 선택한 1 개의 비드 변수를 설계 변수로 하여 최적화한 분포를 구하는 것이다.

비드 변수 설계 변수 분포 해석부 (195) 의 구체적인 순서는 이하와 같다. 먼저, 해석 조건 설정부 (15) 에 의해 설정된 진동 조건을 1 개의 설계 변수마다의 비드 변수 분포 해석 모델에 부여하여 진동 모드 해석을 실시한다. 이 진동 모드 해석의 결과에 기초하여, 이하의 식 (1) 을 사용하여 등가 방사 파워 (ERP ; Equivalent Radiated Power) 를 산출한다. 등가 방사 파워 (ERP) 란, 진동하는 패널면으로부터 방사되는 음향 특성 (acoustic properties) 을 나타내는 지표이며, 식 (1) 에 나타내는 바와 같이, 음향을 방사하는 방사면 (플로어 패널 모델 (43) 의 표면) 의 면적과 그 방사면의 진동 속도 (vibration velocity) 의 제곱의 곱에 비례한다.

식 (1) 에 있어서, η 는 방사 손실 계수 (radiation loss coefficient), C 는 음속 (acoustic velocity), RHO 는 플로어 패널 모델 (43) 의 재료 밀도 (material density), Ai 는 플로어 패널 모델 (43) 의 비드 부여 범위의 평면 요소 i 의 면적, vi 는 평면 요소 i 의 진동 속도이다. 그리고, 진동 속도 vi 는, 비드 변수 분포 해석 모델의 진동 모드 해석에 의해 각 평면 요소 i 에 대해 구해진 값을 부여한다.

그리고, 해석 조건 설정부 (15) 에 의해 설정되어 상기 진동 모드 해석에 의해 상기 진동 조건으로부터 산출되는 등가 방사 파워 (ERP) 를 포함하는 비드 변수 분포 해석 조건을 만족하도록, 설정한 1 개의 비드 부여 범위에 있어서의 선택한 1 개의 비드 변수의 분포를 산출한다.

즉, 비드 변수 분포 해석 조건인 제약 조건 (예를 들어, 비드 면적률 50 ％ 이하) 하에서, 식 (1) 에 의해 산출한 ERP 를 최소화하는 것을 목적 조건으로 하여, 비드 변수 분포 해석 모델에 설정된 설계 변수 (design variables) 를 갱신하고, 설계 변수마다 플로어 패널 모델 (43) 의 ERP 가 최소가 되는 1 개의 비드 변수의 분포를 구하는 해석 처리를 실시한다.

이와 같은 해석 처리에 의해, 비드 변수 분포 해석 모델에 설정된 설계 변수는 연속적으로 변화하는 값이 되고, 그 값의 대소가 목적 조건에 대한 비드의 기여를 나타낸다. 따라서, 비드 변수 분포의 해석 처리에 의해 구해진 설계 변수 (예를 들어, 높이 h) 의 값과, 비드 변수 선택부 (191) 에 의해 선택된 비드 변수에 관한 그 밖의 변수 (위치, 모양, 길이, 폭, 각도 및 방향) 에 기초하는 비드 변수의 분포가 구해진다.

또한, 비드 변수 설계 변수 분포 해석부 (195) 에 의한 해석 처리로는, 소정의 제약 조건하에서 목적 조건을 만족하도록 패널 부품 모델에 부여된 비드의 형상을 산출할 수 있는 것이면 되고, 예를 들어, 토포그래피 최적화 (topography optimization) 가 바람직하다.

(등가 방사 파워 (ERP) 재취득부)

등가 방사 파워 (ERP) 재취득부 (21) 는, 비드 변수 분포 취득부 (19) 에 의해 구한 비드 변수의 분포가 설정된 플로어 패널 모델 (43) 의 등가 방사 파워 (ERP) 를 재취득하는 것이다.

구체적으로는, 비드 변수 분포 취득부 (19) 에 의해 취득한 비드 변수의 분포를 플로어 패널 모델 (43) 에 설정하고, 그 비드 변수의 분포가 설정된 플로어 패널 모델 (43) 에 대해 진동 모드 해석을 실시하고, 그 진동 모드 해석에 의해 구해진 진동 속도 vi 를 전술한 식 (1) 에 대입하여, 등가 방사 파워 (ERP) 를 산출한다.

예를 들어, 비드 변수로부터 설계 변수로서 선택하는 순서 등에 의한 비드 변수 분포 해석에서의 오차가 염려되지만, 등가 방사 파워 (ERP) 재취득부 (21) 에 의해 이 오차를 저감시킬 수 있다.

혹은, 설계 변수로서 비드 변수를 선택하는 순서를 변경하여 비드 변수 분포의 최적화 해석 (비드 변수 분포 해석) 을 실시하고, 등가 방사 파워 (ERP) 재취득부 (21) 에 의해 등가 방사 파워 (ERP) 를 재취득함으로써, 상기 비드 변수 분포 해석에서의 오차를 저감시킬 수 있다.

다만, 비드 변수 설계 변수 분포 해석부 (195) 에 의한 비드 변수 분포 해석에 있어서 식 (1) 에 의해 산출된 ERP 를 취득해도 되고, 등가 방사 파워 (ERP) 재취득부 (21) 를 생략해도 된다.

(비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득부)

비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득부 (23) 는, 비드 변수 분포 취득부 (19) 에 의해 구하는 비드 변수를 변경하여, 비드 변수 분포 취득부 (19) 와 등가 방사 파워 (ERP) 재취득부 (21) 에 의한 처리를 반복 실행하고, 상기 설정한 1 개의 비드 부여 범위에 대해 상기 ERP 가 최소가 되는 비드 변수의 분포를 구하는 것이다.

(최적 비드 분포 결정부)

최적 비드 분포 결정부 (25) 는, 플로어 패널 모델 (43) 에 있어서의 1 개의 비드 부여 범위를 변경하여, 1 개의 비드 부여 범위 설정부 (17) 와 비드 변수 분포 취득부 (19) 와 등가 방사 파워 (ERP) 재취득부 (21) 와 비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득부 (23) 에 의한 처리를 반복 실행하고, 플로어 패널 모델 (43) 에 있어서의 비드 부여 범위와, 그 비드 부여 범위에 대해 구한 비드 변수의 분포를, 플로어 패널 (31) 에 부여하는 최적의 비드의 분포로서 결정하는 것이다.

즉, 최적 비드 분포 결정부 (25) 는, 1 개의 비드 부여 범위 설정부 (17) 에 의해 설정된 비드 부여 범위마다 플로어 패널 모델 (43) 의 ERP 가 최소가 되는 비드 변수의 분포를 구하고, 그 ERP 가 최소가 되는 비드 부여 범위와, 그 비드 부여 범위에 대해 구한 비드 변수의 분포를, 플로어 패널 모델 (43) 에 부여하는 비드의 최적의 분포로서 결정한다.

또한, 최적 비드 분포 결정부 (25) 는, 최소 ERP 가 되는 비드 부여 범위에 대해 구한 비드 변수의 분포를 평활화하는 스무딩 처리를 실시하는 기능·수단을 갖는 것이어도 된다. 그리고, 스무딩 처리를 실시한 비드 변수의 분포를, 플로어 패널 (31) 에 부여하는 비드 (49) 의 최적의 분포로서 결정해도 된다. 최소 ERP 가 되는 비드 부여 범위에 대해 구한 비드 변수의 분포에 대해 스무딩 처리를 실시한 구체예에 대해서는 후술한다.

＜자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 방법＞

다음으로, 본 실시형태에 관련된 자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 방법 (이하, 간단히「진동 소음 저감 해석 방법」이라고 한다) 에 대해, 이하에 설명한다.

본 실시형태에 관련된 진동 소음 저감 해석 방법은, 자동차의 패널 부품의 진동에서 기인하는 소음을 저감시키기 위해 그 패널 부품에 부여하는 비드의 최적의 분포를 구하는 것으로서, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 차체 해석 모델 취득 스텝 S1 과, 해석 조건 설정 스텝 S3 과, 1 개의 비드 부여 범위 설정 스텝 S5 와, 비드 변수 분포 취득 스텝 S7 과, 등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝 S9 와, 비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득 스텝 S11 과, 최적 비드 분포 결정 스텝 S13 을 포함한다. 또한, 도 5 에 나타내는 각 스텝을 상세하게 나타낸 것이 도 6 이다.

이하, 패널 부품으로서 도 2 에 나타내는 플로어 패널 (31) 에 부여하는 비드 (49) 의 최적의 분포를 구하는 경우를 예로 하여, 도 6 에 나타내는 플로에 기초하여, 상기의 각 스텝에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 각 스텝 모두, 컴퓨터에 의해 구성된 진동 소음 저감 해석 장치 (vibration noise reduction analyzer) (1) (도 1) 를 사용하여 실행한다.

≪차체 해석 모델 취득 스텝≫

차체 해석 모델 취득 스텝 S1 은, 플로어 패널 (31) (도 2) 을 평면 요소로 모델화한 플로어 패널 모델 (43) 을 포함하는 차체 해석 모델 (41) 을 취득하는 스텝이며, 진동 소음 저감 해석 장치 (1) 에 있어서는 차체 해석 모델 취득부 (13) 가 실시하는 것이다.

≪해석 조건 설정 스텝≫

해석 조건 설정 스텝 S3 은, 플로어 패널 모델 (43) 에 부여하는 비드에 관한 비드 변수의 분포를 구하는 최적화 해석 (비드 변수 분포 해석) 에 있어서의 비드 변수 분포 해석 조건과, 진동 모드 해석에 있어서의 진동 조건을 설정하는 스텝이며, 진동 소음 저감 해석 장치 (1) 에 있어서는 해석 조건 설정부 (15) 가 실시하는 것이다.

비드 변수 분포 해석 조건에는, 비드 변수 분포 해석에 의해 구하는 목적에 따라 설정하는 목적 조건과, 비드 변수 분포 해석을 실시하는 데에 있어서 부과하는 제약인 제약 조건이 있다. 본 실시형태에 있어서, 목적 조건은, 비드 변수의 1 개를 설계 변수로 하여 설정한 플로어 패널 모델 (43) 의 등가 방사 파워 (ERP) 의 최소화로 하였다. 제약 조건은, 비드 변수 분포 해석을 실시하는 데에 있어서 부과하는 제약이며, 1 개의 비드 부여 범위에 있어서의 비드가 차지하는 면적의 비율인 비드 면적률을 50 ％ 이하로 하였다.

진동 조건은, 플로어 패널 모델 (43) 의 진동에서 기인하는 등가 방사 파워 (ERP) 를 구하기 위한 진동 모드 해석에 관한 해석 조건이며, 후술하는 비드 변수 분포 해석 모델 생성 스텝 S73 에 있어서 생성하는 비드 변수 분포 해석 모델에 주기적 하중을 부여하는 위치와 그 주기적 하중의 진폭값 및 주기나, 비드 변수 분포 해석 모델을 구속하는 위치를 설정한다. 또한, 진동 모드 해석은, 플로어 패널 모델 (43) 의 진동에 의한 등가 방사 파워 (ERP) 를 산출하기 위해 실시하는 것이며, 후술하는 비드 변수 분포 취득 스텝 S7 및 등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝 S9 에 있어서 실시된다.

≪1 개의 비드 부여 범위 설정 스텝≫

1 개의 비드 부여 범위 설정 스텝 S5 는, 플로어 패널 모델 (43) 에 비드 (49) 를 부여하는 복수의 비드 부여 범위 중 1 개의 비드 부여 범위를 설정하는 스텝이며, 진동 소음 저감 해석 장치 (1) 에 있어서는 1 개의 비드 부여 범위 설정부 (17) 가 실시하는 것이다.

≪비드 변수 분포 취득 스텝≫

비드 변수 분포 취득 스텝 S7 은, 진동 모드 해석에 의해 진동 조건으로부터 산출되는 등가 방사 파워 (ERP) 를 포함하고, 해석 조건 설정 스텝 S3 에 있어서 설정된 비드 변수 분포 해석 조건하에서, 1 개의 비드 부여 범위 설정 스텝 S5 에 있어서 설정한 1 개의 비드 부여 범위에 부여하는 비드 변수의 분포를 구하는 것이며, 진동 소음 저감 해석 장치 (1) 에 있어서는 비드 변수 분포 취득부 (19) 가 실시하는 것이다.

비드 변수 분포 취득 스텝 S7 은, 비드 부여 범위에 부여하는 비드에 관한 비드 변수 (위치, 모양, 크기, 각도, 방향) 를 1 개 선택하는 비드 변수 선택 스텝 S71 과, 그 선택한 1 개의 비드 변수를 설계 변수로 하여 차체 해석 모델 (41) 에 설정하고, 비드 부여 범위에 부여하는 비드 변수의 분포를 산출하기 위한 비드 변수 분포 해석 모델 (51) 을 생성하는 비드 변수 분포 해석 모델 생성 스텝 S73 과, 생성한 비드 변수 분포 해석 모델 (51) 에, 해석 조건 설정 스텝 S3 에 있어서 설정되어 진동 모드 해석에 의해 진동 조건으로부터 산출되는 등가 방사 파워 (ERP) 를 포함하는 비드 변수 분포 해석 조건을 부여하여 최적화 해석하고, 선택한 1 개의 비드 변수를 설계 변수로 하여 최적화한 분포를 구하는 비드 변수 설계 변수 분포 해석 스텝 S75 를 갖는다.

비드 변수 선택 스텝 S71 은, 플로어 패널 모델 (43) 에 부여하는 비드에 관한 비드 변수를 선택하는 스텝이며, 진동 소음 저감 해석 장치 (1) 에 있어서는 비드 변수 선택부 (191) 가 실시하는 것이다.

비드에 관한 비드 변수로는, 전술한 도 3 에 나타내는 바와 같이, 비드 (49) 의 위치, 모양 (원형), 비드 (49) 의 크기 (길이 L, 폭 w, 높이 h), 각도 θ, 비드 (49) 의 방향 (예를 들어, 차 내측 또는 차 외측으로 볼록) 이 있다. 그리고, 비드 변수 선택 스텝 S71 은, 비드 (49) 의 길이 L, 폭 w, 각도 θ 및 높이 h 의 상한값 및 하한값, 비드 (49) 가 취할 수 있는 방향 등을 비드 변수로서 선택한다.

비드 변수 분포 해석 모델 생성 스텝 S73 은, 비드 변수 선택 스텝 S71 에 있어서 선택한 1 개의 비드 변수를 설계 변수로 하여 차체 해석 모델 (41) 에 설정하고, 비드 부여 범위에 부여하는 비드의 비드 변수의 분포를 산출하기 위한 비드 변수 분포 해석 모델 (51) 을 생성하는 스텝이며, 진동 소음 저감 해석 장치 (1) 에 있어서는 비드 변수 분포 해석 모델 생성부 (193) 가 실시하는 것이다.

비드 변수 설계 변수 분포 해석 스텝 S75 는, 비드 변수 설계 변수 분포 해석 스텝 S75 에 있어서 생성한 비드 변수 분포 해석 모델에, 해석 조건 설정 스텝에 S3 에 있어서 설정되어 진동 조건으로부터 진동 모드 해석에 의해 산출되는 등가 방사 파워 (ERP) 를 포함하는 상기 비드 변수 분포 해석 조건을 부여하여 최적화 해석하고, 상기 선택한 1 개의 비드 변수를 설계 변수로 하여 최적화한 분포를 구하는 스텝이며, 진동 소음 저감 해석 장치 (1) 에 있어서는 비드 변수 설계 변수 분포 해석부 (195) 가 실시하는 것이다.

구체적으로는, 먼저, 해석 조건 설정 스텝 S3 에 있어서 설정된 진동 조건을 1 개의 설계 변수마다의 비드 변수의 분포에 부여하여 진동 모드 해석을 실시한다 (S751). 그 진동 모드 해석에 의해, 플로어 패널 모델 (43) 의 설정한 비드 부여 범위로서 선택한 설계 변수에 있어서의 각 평면 요소 i 의 진동 속도 vi 를 구한다.

이어서, 그 진동 모드 해석에 의해 구한 진동 속도 vi 를 전술한 식 (1) 에 대입하여, 플로어 패널 모델 (43) 의 등가 방사 파워 (ERP) 를 산출한다 (S753).

그리고, 해석 조건 설정 스텝 S3 에 있어서 설정된 비드 변수 분포 해석 조건 (목적 조건 및 제약 조건) 을 만족하도록, 비드 부여 범위에 부여하는 선택한 설계 변수의 분포를 구한다. 즉, 비드 변수 분포 해석 조건인 제약 조건하에서, 식 (1) 에 의해 산출된 등가 방사 파워 (ERP) 의 최소화를 목적 조건으로 하여, 비드 변수 분포 해석 모델에 설정된 설계 변수를 갱신하고, 각 설계 변수마다의 플로어 패널 모델 (43) 의 ERP 가 최소가 되는 1 개의 비드 변수의 분포를 구하는 최적화 해석 처리를 실시한다.

이와 같은 해석 처리에 의해, 비드 변수 분포 해석 모델에 설정된 설계 변수는 연속적으로 변화하는 값이 되고, 그 값의 대소가 목적 조건에 대한 비드의 기여를 나타낸다. 따라서, 비드 변수의 분포의 해석 처리에 의해 구해진 설계 변수의 값에 기초하여, 비드 변수의 분포 (비드의 위치, 각 비드의 위치에 있어서의 크기 (길이, 폭, 높이 등), 각도, 방향) 가 구해진다.

≪등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝≫

등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝 S9 는, 비드 변수 분포 취득 스텝 S7 에 있어서 구한 비드 변수의 분포가 설정된 플로어 패널 모델 (43) 의 등가 방사 파워 (ERP) 를 재취득하는 것이며, 진동 소음 저감 해석 장치 (1) 에 있어서는 등가 방사 파워 (ERP) 재취득부 (21) 가 실시하는 것이다.

등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝 S9 에 있어서는, 비드 변수 분포 취득 스텝 S7 에 있어서 취득한 비드 변수의 분포가 설정된 플로어 패널 모델 (43) 에 대해 진동 모드 해석을 실시하고, 그 진동 모드 해석에 의해 구해진 진동 속도 vi 를 전술한 식 (1) 에 대입하여, 등가 방사 파워 (ERP) 를 산출한다.

예를 들어, 비드 변수로부터 설계 변수로서 선택하는 순서 등에 의한 비드 변수 분포 해석에서의 오차가 염려되지만, 등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝 S9 에 있어서 등가 방사 파워 (ERP) 를 재취득함으로써, 상기 오차를 저감시킬 수 있다.

혹은, 설계 변수로서 비드 변수를 선택하는 순서를 변경하여 비드 변수 분포의 최적화 해석 (비드 변수 분포 해석) 을 실시하고, 등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝 S9 에 있어서 등가 방사 파워 (ERP) 를 재취득함으로써, 상기 비드 변수 분포 해석에서의 오차를 저감시킬 수 있다.

다만, 비드 변수 설계 변수 분포 해석 스텝 S75 에 있어서 등가 방사 파워 (ERP) 를 산출하는 스텝 S753 에서 산출한 ERP 를 취득해도 되고, 등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝 S9 를 생략해도 된다.

≪비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득 스텝≫

비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득 스텝 S11 은, 비드 변수 분포 취득 스텝 S7 에 있어서 구하는 비드 변수를 변경하여, 비드 변수 분포 취득 스텝 S7 과 등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝 S9 를 반복 실행하고, 1 개의 비드 부여 범위 설정 스텝 S5 에 있어서 설정한 1 개의 비드 부여 범위에 대해 ERP 가 최소가 되는 비드 변수의 분포를 구하는 것이며, 진동 소음 저감 해석 장치 (1) 에 있어서는 비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득부 (23) 가 실시하는 것이다.

비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득 스텝 S11 에 있어서의 구체적인 처리는, 도 6 에 나타내는 바와 같다.

먼저, 등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝 S9 에서 재취득한 등가 방사 파워 (ERP) 가 최솟값인지의 여부를 판정한다 (S111). 여기서, ERP 의 최솟값이란, 1 개의 비드 부여 범위 내에서의 비드 변수 중에서 선택한 설계 변수마다의 분포를 구하고, 그 구한 설계 변수의 분포에 대해 취득한 ERP 중 최솟값을 말한다.

비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득 스텝 S11 에서 취득한 ERP 가 최솟값이 아닌 경우에는, 비드 변수에 관련된 1 개의 설계 변수를 변경하여 (S113), 비드 변수 분포 해석 모델 생성 스텝 S73 과, 비드 변수 설계 변수 분포 해석 스텝 S75 및 등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝 S9 를 반복 실시한다.

ERP 가 최솟값이면, 비드의 위치, 모양, 크기, 각도, 방향 등의 비드 변수에 대해 전부 변경하여 비드 변수의 분포를 취득했는지의 여부를 판정한다 (S115). 예를 들어, 먼저, 비드의 위치에 대해, ERP 를 최소화한 분포를 구하고, 계속해서, 다른 비드 변수의 1 개에 대해 ERP 를 최소화하고, 그 최소화한 비드 변수는 일정한 것으로 하여, 또 다른 비드 변수에 대한 최소 ERP 를 구하고, 이들을 순차 반복한다.

비드 변수에 관하여 전부를 변경하고 있지 않은 것으로 판정된 경우, 다른 비드 변수로 다시 변경하여 (S117), 비드 변수 분포 취득 스텝 (S7), 등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝 (S9) 을 반복 실시한다. 한편, 비드 변수에 대해 전부를 변경한 것으로 판정된 경우, 1 개의 비드 부여 범위에 있어서의 최소 ERP 가 되는 비드 변수의 분포를 보존한다 (S119).

≪최적 비드 분포 결정 스텝≫

최적 비드 분포 결정 스텝 S13 은, 플로어 패널 모델 (43) 에 있어서의 비드 부여 범위를 변경하여, 1 개의 비드 부여 범위 설정 스텝 S5 와 비드 변수 분포 취득 스텝 S7 과 등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝 S9 와 비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득 스텝 S11 을 반복 실행하고, 플로어 패널 (31) 에 있어서의 비드를 부여하는 범위와, 그 비드를 부여하는 범위에 있어서의 비드의 분포를 결정하는 스텝이며, 진동 소음 저감 해석 장치 (1) 에 있어서는 최적 비드 분포 결정부 (25) 가 실시한다.

구체적으로는, 플로어 패널 모델 (43) 에 설정된 복수의 비드 부여 범위 전부에 대해 비드 변수의 분포가 구해져 있지 않은 경우, 비드 부여 범위를 변경하는 것으로 판정하고 (S131), 모든 비드 부여 범위에 대해 비드 변수의 분포를 구할 때까지, 1 개의 비드 부여 범위의 설정 (S5) 과, 비드 변수의 분포의 취득 (S7) 과, 등가 방사 파워 (ERP) 의 재취득 (S9) 과, 최소 ERP 에 있어서의 비드 변수 분포의 취득 (S11) 을 반복 실행한다.

복수의 비드 부여 범위 전부에 대해 비드 변수 분포 해석에 의해 비드 변수의 분포가 구해진 경우, 비드 부여 범위를 변경하지 않는 것으로 판정한다 (S131). 그리고, 비드 부여 범위마다 취득한 최소 ERP 중, 가장 작은 최소 ERP 가 되는 비드 부여 범위를 선출하고, 그 선출한 비드 부여 범위에 대해 구한 비드 변수의 분포 (위치, 모양, 크기, 각도, 방향) 를 취득한다 (S133). 또한, 그 선출한 비드 부여 범위에 대해 취득한 비드 변수의 분포를, 플로어 패널 (31) 에 부여하는 비드의 최적의 분포로서 결정한다 (S135).

또한, 최적 비드 분포 결정 스텝 S13 은, 최소 ERP 가 되는 비드 부여 범위에 대해 구한 비드 변수의 분포를 평활화하는 스무딩 처리를 실시하고, 그 스무딩 처리한 비드 변수의 분포를, 플로어 패널 (31) 의 비드 부여 범위에 부여하는 비드의 분포로서 결정해도 된다. 최적 비드 분포 결정 스텝 S13 에 있어서, 스무딩 처리를 실시한 비드 변수의 분포에 대한 구체예는 후술한다.

본 실시형태에 관련된 진동 소음 저감 해석 방법 및 해석 장치 (1) 에 의해, 패널 부품으로서 플로어 패널 (31) 을 모델화하여 천판부 (43a) 와 세로벽부 (43b, 43c 및 43d) 를 갖는 플로어 패널 모델 (43) 에 대해 구한 비드 변수의 분포의 일례를, 도 7 및 도 8 에 나타낸다.

도 7 에 나타내는 비드 (57) 및 도 8 에 나타내는 비드 (61) 는, 플로어 패널 모델 (43) 을 갖는 차체 해석 모델 (41) 에, 비드 변수의 1 개인 비드의 높이 h 를 설계 변수로서 설정하여 생성한 비드 변수 분포 해석 모델 (51) 에 있어서의 플로어 패널 모델 (43) 의 비드 부여 범위를 천판부 (43a) (도 7) 또는 세로벽부 (43b ∼ 43d) (도 8) 로 하여 비드 변수 분포 해석 (최적화 해석) 을 실시하여 구한 비드 변수의 분포이다.

그리고, 당해 비드 변수 분포 해석에 있어서, 비드의 기본 형상으로서 비드의 길이 L 및 폭 (직경) w 를 35 ㎜, 높이 h 를 3.0 ㎜, 각도 θ 를 60°, 비드의 방향을 (차 내·차 외) 양측을 부여하고, 이들 비드의 기본 형상에 관한 비드 변수와 비드 변수 분포 해석 조건 및 진동 조건을 부여하였다. 비드 변수 분포 해석 조건으로는, 목적 조건에는 설정한 설계 변수에 있어서의 등가 방사 파워 (ERP) 의 최소화, 제약 조건에는 비드 면적률 50 ％ 를 부여하였다. 또, 진동 조건으로는, 차량 우측의 리어 쇼크부 (53) 를 하중 입력점으로 하여 Z 방향 (차체 상하 방향) 으로 1 N 의 주기적 하중 (진폭 1 N) 을 부여하였다 (도 2 및 도 3 참조). 또한, 비드 변수 분포 해석에 있어서의 해석 처리에는, 토포그래피 최적화를 적용하였다.

표 1 에, 본 발명의 실시형태에 관련된 진동 소음 저감 해석 장치 (1) 를 사용하여 비드 부여 범위를 천판부 (43a) 로 하여 구한 비드 (57) 의 분포 (도 7) 를 천판부 (43a) 에 설정한 플로어 패널 모델 (43) 의 등가 방사 파워 (ERP) 와, 비교 대상으로서 비드를 부여하지 않는 원래 형상의 플로어 패널 모델 (43) 의 등가 방사 파워 (ERP) 의 결과를 나타낸다.

표 1 로부터, 비드가 부여되어 있지 않은 원래 형상의 플로어 패널 모델 (43) 에 대해 산출한 등가 방사 파워와 비교하면, 본 실시형태에 관련된 진동 소음 저감 해석 장치 (1) 에 의해 구한 비드 (57) 의 최적의 분포를 천판부 (43a) 에 설정한 플로어 패널 모델 (43) 에 대해 산출한 등가 방사 파워는 11.4 dB 저감되어 있는 것을 알 수 있다.

표 2 에, 본 발명에 관련된 진동 소음 저감 해석 장치 (1) 를 사용하여 비드 부여 범위를 세로벽부 (43b ∼ 43d) (도 8(c)) 로 하여 구한 비드 변수의 분포인 비드 (61) (도 8(a-1) 내지 (a-3)) 를 세로벽부 (43b ∼ 43d) 의 각각에 설정한 플로어 패널 모델 (43) 의 등가 방사 파워와, 비교 대상으로서 비드를 부여하지 않는 원래 형상의 플로어 패널 모델의 등가 방사 파워의 결과를 나타낸다.

표 2 로부터, 비드를 부여하지 않는 원래 형상의 플로어 패널 모델에 대해 산출한 등가 방사 파워에 비하면, 본 발명에 관련된 진동 소음 저감 해석 장치 (1) 에 의해 비드 변수 분포 해석을 실시하여 구한 비드 변수의 분포인 비드 (61) 를 세로벽부 (43b ∼ 43d) 에 설정한 플로어 패널 모델 (63) 에 대해 산출한 등가 방사 파워는 4.4 dB 저감되어 있었다.

또한, 비교예로서, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 천판부 (43a) 와 세로벽부 (43b ∼ 43d) 를 포함하는 전체면에 비드 (65) 가 설정된 플로어 패널 모델 (43) 에 대해 산출한 등가 방사 파워와, 비드를 부여하지 않는 원래 형상의 플로어 패널 전체면 모델의 등가 방사 파워를 비교한 결과를 표 3 에 나타낸다.

표 3 으로부터, 비드를 부여하지 않는 원래 형상의 플로어 패널 모델 (43) 에 대해 산출한 등가 방사 파워에 비하면, 본 발명에 관련된 진동 소음 저감 해석 장치 (1) 에 의해 비드 변수 분포 해석을 실시하여 구한 비드 변수의 분포인 비드 (65) 가 전체면에 설정된 플로어 패널 모델 (43) 에 대해 산출한 등가 방사 파워는 9.7 dB 저감되어 있었다.

또한, 비교예에서는, 예를 들어, 플로어 패널 모델 (43) 의 펀치 숄더 R 부 (punch shoulder portion) 나 다이 숄더 R 부 (die shoulder portion) 의 경사가 변화하는 범위에도 비드 (65) 를 부여하는 결과가 되기 때문에, 펀치 숄더 R 부의 금형 (tool of press forming) 이나 다이 숄더 R 부의 금형에 부여한 비드가, 프레스 성형시에 어긋나 원하는 비드 형상을 형성하는 것이 곤란하였다.

혹은, 프레스 성형 후에 금형에 부여한 다양한 경사를 갖는 비드의 요철이 방해가 되어 금형이 빠지지 않게 되는 과제도 있었다. 또한, 진동 소음은, 부품의 평면 또는 평면에 가까운 부분에서 발생하기 때문에, 펀치 숄더 R 부나 다이 숄더 R 부와 같은 경사면을 가져 강성 (stiffness) 이 높은 부위에 비드를 부여할 필요는 없다. 또, 플랜지부 (flange portion) 에 비드를 부여하면, 다른 부품과의 맞댐면에 공극 (gap) 이 발생하여 접합이 어려워져, 접합 강도가 저하되는 경우가 있다.

본 발명에서는, 상기의 펀치 숄더 R 부, 다이 숄더 R 부 등, 비드의 부여에 의해 상기 과제를 발생시키기 쉬운 범위를 피하여, 평면 또는 평면에 가까운 부분에 비드 부여 범위를 설정해 둠으로써, 각각의 비드 부여 범위마다 최적의 비드 변수의 분포를 구하기 때문에, 진동 소음을 적확하게 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 비드 변수 분포 해석에 의해 구한 비드 변수의 분포에 대해 스무딩 처리를 실시한 결과에 대해 검토하였다. 도 7(a) 에 나타내는 비드 변수의 분포 (비드 (57)) 에 대해 스무딩 처리를 실시한 비드 (59a ∼ 59s) 를 도 7(b) 에, 도 8(a-1) ∼ 도 8(a-3) 에 나타내는 비드 변수의 분포 (비드 (61)) 에 대해 스무딩 처리를 실시한 비드 (63a ∼ 63m) 를 도 8(b-1) ∼ (b-3) 에, 도 9(a) 에 나타내는 비드 변수의 분포 (비드 (65)) 에 대해 스무딩 처리를 실시한 비드 (67a ∼ 67w) 를 도 9(b) 에 나타낸다.

도 7(b), 도 8(b-1) ∼ (b-3) 및 도 9(b) 에 나타내는 바와 같이, 비드 변수 분포 해석에 의해 구한 비드 변수의 분포의 형상대로 비드 (57), 비드 (61) 또는 비드 (65) 가 부여된 패널 부품을 제조하는 것이 곤란한 경우에는, 스무딩 처리를 실시한 비드 (59a ∼ 59s), 비드 (63a ∼ 63m) 및 비드 (67a) ∼ 비드 (67w) 를 패널 부품에 부여하는 비드의 분포로서 결정함으로써, 비드가 부여된 패널 부품의 제조가 용이해진다.

또한, 상기의 예에서는, 천판부 (43a) 의 전체면을 비드 부여 범위로 하여 비드 변수의 분포를 구한 것이었지만, 본 발명은, 천판부 (43a) 를 복수의 영역으로 분할하고, 그 분할한 영역 중 1 또는 2 이상의 영역을 비드 부여 범위로 하여 비드 변수 분포 해석을 실시하고, ERP 가 최소가 되는 비드 부여 범위와, 그 비드 변수의 분포를 구하는 것이어도 된다. 또, 세로벽부에 있어서도 동일하다.

이상으로부터, 본 발명에 관련된 진동 소음 저감 해석 방법 및 해석 장치 (1) 에 의하면, 자동차의 패널 부품에 부여하는 비드의 최적의 분포를 양호한 정밀도로 구할 수 있고, 그 구한 최적의 비드의 분포에 기초하여 상기 패널 부품에 비드를 부여함으로써, 그 패널 부품으로부터 방사되는 등가 방사 파워를 저감시켜, 진동에서 기인하는 소음을 저감시킬 수 있다. 이로써, 자동차의 정숙성이나 상품 가치의 향상에 기여할 수 있다.

본 발명에 의하면, 자동차의 패널 부품의 진동에서 기인하는 소음을 저감시키기 위해 그 패널 부품에 부여하는 비드의 최적으로 실제조가 가능한 비드의 분포 (위치, 모양, 크기, 각도 및 방향) 를 효율적으로 구할 수 있는 자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 방법 및 해석 장치를 제공할 수 있다.

1 : 진동 소음 저감 해석 장치
3 : 표시 장치
5 : 입력 장치
7 : 기억 장치
9 : 작업용 데이터 메모리
11 : 연산 처리부
13 : 차체 해석 모델 취득부
15 : 해석 조건 설정부
17 : 1 개의 비드 부여 범위 설정부
19 : 비드 변수 분포 취득부
191 : 비드 변수 선택부
193 : 비드 변수 분포 해석 모델 생성부
195 : 비드 변수 설계 변수 분포 해석부
21 : 등가 방사 파워 (ERP) 재취득부
23 : 비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득부
25 : 최적 비드 분포 결정부
31 : 플로어 패널
31a : 천판부
40 : 차체 해석 모델 파일
41 : 차체 해석 모델
43 : 플로어 패널 모델
43a : 천판부
43b, 43c, 43d : 세로벽부
45 : 차체 전체 모델
47 : 리어 쇼크부
49 : 비드 (기본 형상)
51 : 비드 변수 분포 해석 모델
53 : 리어 쇼크부
57 : 비드
59a ∼ 59r : 스무딩 처리 후의 비드
61 : 비드
63a ∼ 63m : 스무딩 처리 후의 비드
65 : 비드
67a ∼ 67w : 스무딩 처리 후의 비드

Claims

자동차의 패널 부품의 진동에서 기인하는 소음을 저감시키기 위해 그 패널 부품에 부여하는 비드의 최적의 분포를 구하는 자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 방법이고, 컴퓨터가 이하의 각 스텝을 실시하는 것으로서,
상기 자동차의 패널 부품을 평면 요소로 모델화한 패널 부품 모델을 포함하는 차체 해석 모델을 취득하는 차체 해석 모델 취득 스텝과,
상기 패널 부품 모델에 부여하는 비드에 관한 비드 변수의 분포를 구하는 최적화 해석을 위한 비드 변수 분포 해석 조건과, 진동 모드 해석에 있어서의 진동 조건을 설정하는 해석 조건 설정 스텝과,
상기 패널 부품 모델에 상기 비드를 부여하는 복수의 비드 부여 범위 중, 1 개의 비드 부여 범위를 설정하는 1 개의 비드 부여 범위 설정 스텝과,
상기 진동 모드 해석에 의해 상기 진동 조건으로부터 산출되는 등가 방사 파워 (ERP) 를 포함하는 상기 비드 변수 분포 해석 조건하에서, 상기 설정한 1 개의 비드 부여 범위에 부여하는 상기 비드 변수의 분포를 구하는 비드 변수 분포 취득 스텝과,
그 구한 비드 변수의 분포를 설정한 상기 패널 부품 모델의 등가 방사 파워 (ERP) 를 재취득하는 등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝과,
상기 비드 변수 분포 취득 스텝에 있어서 구하는 비드 변수를 변경하여, 상기 비드 변수 분포 취득 스텝과 상기 등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝을 반복 실행하고, 상기 설정한 1 개의 비드 부여 범위에 대해 상기 ERP 가 최소가 되는 비드 변수의 분포를 구하는 비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득 스텝과,
상기 패널 부품 모델에 있어서의 상기 1 개의 비드 부여 범위를 변경하여, 상기 1 개의 비드 부여 범위 설정 스텝과 상기 비드 변수 분포 취득 스텝과 상기 등가 방사 파워 (ERP) 재취득 스텝과 상기 비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득 스텝을 반복 실행하고, 상기 패널 부품 모델에 있어서의 비드 부여 범위와, 그 비드 부여 범위에 대해 구한 비드 변수의 분포를, 상기 패널 부품에 부여하는 최적의 비드의 분포로서 결정하는 최적 비드 분포 결정 스텝을 포함하고,
상기 비드 변수 분포 취득 스텝은,
상기 설정한 비드 부여 범위에 부여하는 비드에 관한 비드 변수를 1 개 선택하는 비드 변수 선택 스텝과,
그 선택한 1 개의 비드 변수를 설계 변수로 하여 상기 차체 해석 모델에 설정하고, 상기 비드 부여 범위에 부여하는 비드 변수의 분포를 산출하기 위한 비드 변수 분포 해석 모델을 생성하는 비드 변수 분포 해석 모델 생성 스텝과,
그 생성한 비드 변수 분포 해석 모델에, 상기 해석 조건 설정 스텝에 있어서 설정되어 상기 진동 모드 해석에 의해 상기 진동 조건으로부터 산출되는 등가 방사 파워 (ERP) 를 포함하는 상기 비드 변수 분포 해석 조건을 부여하여 최적화 해석하고, 상기 선택한 1 개의 비드 변수를 설계 변수로 하여 최적화한 분포를 구하는 비드 변수 설계 변수 분포 해석 스텝을 갖고,
상기 최적 비드 분포 결정 스텝은,
상기 1 개의 비드 부여 범위 설정 스텝에 있어서 설정한 상기 비드 부여 범위마다 상기 패널 부품 모델의 ERP 가 최소가 되는 비드 변수의 분포를 구하고, 그 ERP 가 최소가 되는 비드 부여 범위와, 그 비드 부여 범위에 대해 구한 비드 변수의 분포를, 상기 패널 부품에 부여하는 비드의 최적의 분포로서 결정하는, 자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 방법.
자동차의 패널 부품의 진동에서 기인하는 소음을 저감시키기 위해 그 패널 부품에 부여하는 비드의 최적의 분포를 구하는 자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 장치로서,
상기 자동차의 패널 부품을 평면 요소로 모델화한 패널 부품 모델을 포함하는 차체 해석 모델을 취득하는 차체 해석 모델 취득부와,
상기 패널 부품 모델에 부여하는 비드에 관한 비드 변수의 분포를 구하는 최적화 해석을 위한 비드 변수 분포 해석 조건과, 진동 모드 해석에 있어서의 진동 조건을 설정하는 해석 조건 설정부와,
상기 패널 부품 모델에 상기 비드를 부여하는 복수의 비드 부여 범위 중, 1 개의 비드 부여 범위를 설정하는 1 개의 비드 부여 범위 설정부와,
상기 진동 모드 해석에 의해 상기 진동 조건으로부터 산출되는 등가 방사 파워 (ERP) 를 포함하는 상기 비드 변수 분포 해석 조건하에서, 상기 설정한 1 개의 비드 부여 범위에 부여하는 상기 비드 변수의 분포를 구하는 비드 변수 분포 취득부와,
그 구한 비드 변수의 분포가 설정된 상기 패널 부품 모델의 등가 방사 파워 (ERP) 를 재취득하는 등가 방사 파워 (ERP) 재취득부와,
상기 비드 변수 분포 취득부에 의해 구하는 비드 변수를 변경하여, 상기 비드 변수 분포 취득부와 상기 등가 방사 파워 (ERP) 재취득부에 의한 처리를 반복 실행하고, 상기 설정한 1 개의 비드 부여 범위에 대해 상기 ERP 가 최소가 되는 비드 변수의 분포를 구하는 비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득부와,
상기 패널 부품 모델에 있어서의 상기 1 개의 비드 부여 범위를 변경하여, 상기 1 개의 비드 부여 범위 설정부와 상기 비드 변수 분포 취득부와 상기 등가 방사 파워 (ERP) 재취득부와 상기 비드 부여 범위 내 최소 ERP 비드 변수 분포 취득부에 의한 처리를 반복 실행하고, 상기 패널 부품 모델에 있어서의 비드 부여 범위와, 그 비드 부여 범위에 대해 구한 비드 변수의 분포를, 상기 패널 부품에 부여하는 최적의 비드의 분포로서 결정하는 최적 비드 분포 결정부를 포함하고,
상기 비드 변수 분포 취득부는,
상기 설정한 비드 부여 범위에 부여하는 비드에 관한 비드 변수를 1 개 선택하는 비드 변수 선택부와,
그 선택한 1 개의 비드 변수를 설계 변수로 하여 상기 차체 해석 모델에 설정하고, 상기 비드 부여 범위에 부여하는 비드 변수의 분포를 산출하기 위한 비드 변수 분포 해석 모델을 생성하는 비드 변수 분포 해석 모델 생성부와,
그 생성한 비드 변수 분포 해석 모델에, 상기 해석 조건 설정부에 의해 설정되어 상기 진동 모드 해석에 의해 상기 진동 조건으로부터 산출되는 등가 방사 파워 (ERP) 를 포함하는 상기 비드 변수 분포 해석 조건을 부여하여 최적화 해석하고, 상기 선택한 1 개의 비드 변수를 설계 변수로 하여 최적화한 분포를 구하는 비드 변수 설계 변수 분포 해석부를 갖고,
상기 최적 비드 분포 결정부는,
상기 1 개의 비드 부여 범위 설정부에 의해 설정된 상기 비드 부여 범위마다 상기 패널 부품 모델의 ERP 가 최소가 되는 비드 변수의 분포를 구하고, 그 ERP 가 최소가 되는 비드 부여 범위와, 그 비드 부여 범위에 대해 구한 비드 변수의 분포를, 상기 패널 부품에 부여하는 비드의 최적의 분포로서 결정하는, 자동차의 패널 부품의 진동 소음 저감 해석 장치.