[发明专利]基于光滑有限元边界元法的车身结构声场耦合预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及车身结构-声场耦合预测方法，具体涉及一种基于光滑有限元-边界元法的车身结构-声场耦合预测方法。

背景技术

目前，车身的结构-声场耦合预测分析是车身NVH（Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度）性能CAE（computerAidedEngineering，计算机辅助工程）分析中的一项重要工作，它对车身NVH性能预测以及指导NVH性能开发都有十分重要的意义。

目前，车身结构-声场耦合预测方法有解析法和数值法，其中解析法一般只针对简单问题和模型；数值法是目前主流的预测方法，包括耦合的有限元法和有限元/边界元法，并在许多商业软件如Nastran、Sysnosie等中广泛应用。许多工程师对这些方法使用比较娴熟，在车身NVH性能开发与分析中广泛采用。但这类方法也存在一些问题，不管是耦合的有限元法和有限元/边界元法，结构-声场耦合分析中的结构域分析均采用有限元法，由于有限元法模型过于“刚硬”，存在数值色散效应，其导致预测结果受模型网格尺寸大小和计算频率的高低的影响较大。

为满足车身NVH问题预测结果的可靠性，工程师需要在建模过程中对模型质量进行检查，这需要耗费较多的前处理时间和人力，因此，有必要对提出一些新的预测方法以改进预测结果。另外，由于工程师们已经习惯了有限元、边界元网格模型，这就要求新的预测方法最好是基于有限元、边界元网格模型，这样能更好地保证模型的通用性。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于光滑有限元边界元法的车身结构声场耦合预测方法,该方法在结构域中采用光滑有限元法降低结构模型硬度，减少数值色散效应，提高了车身结构频率响应分析的精度和分析频率范围。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种基于光滑有限元边界元法的车身结构声场耦合预测方法，包括如下步骤：

S1，生成车身结构-声腔网格模型；

S2，利用光滑有限元法中分区光滑技术对板壳单元中应力场ε进行光滑处理，

ϵ={ϵxx,ϵyy,γxy,γxz,γyz}T=ϵm0+zϵb0+0ϵs]]>

其中，ε_xx为x向弯曲应力，ε_yy为y向弯曲应力，γ_xy为x-y平面剪切应力，γ_xz为x-z平面剪切应力，γ_yz为y-z平面剪切应力，ε_m为膜应变，zε_b为弯曲应力，ε_s为剪切应力；