[发明专利]汽车车内结构噪声诊断及优化方法

说明书

本发明公开了一种汽车车内结构噪声诊断及优化方法，确定发动机扭矩频域载荷和车轮轮心频域载荷，分别进行发动机噪声仿真计算和路噪仿真计算，当发动机噪声或路噪大于设计标准时，根据传递路径噪声贡献度确定车内噪声的主要传递路径，对每个主要传递路径的传递力进行底盘模态分析和衬套隔振率分析，当主要传递路径的传递函数大于设定传递函数值时，还对每个主要传递路径进行接附点动刚度分析和车身面板噪声贡献度及模态分析，根据分析结果确定结构优化对象并进行结构优化。通过传递路径贡献度分析确定主要传递路径，再对主要传递路径进行传递力和传递函数分析，从而确定噪声超标的根本原因，并根据该原因确定结构优化的对象和方法。

技术领域

本发明涉及汽车噪声控制技术领域，具体地指一种汽车车内结构噪声诊断及优化方法。

背景技术

车内乘员听到的噪声按传递介质分类，可以分为空气噪声和结构噪声。空气噪声是指声源噪声通过空气传播到乘员舱内产生的噪声。而结构噪声是指发动机及路面不平度等激励，通过悬置、底盘、车身等结构传递到车内面板，引起面板振动，从而压迫车内声腔产生噪声。

对于汽车结构噪声，一般通过试验和仿真两种手段进行分析、诊断及控制。试验手段需要实际的物理样车，受试验条件和测试技术手段等约束，多数情况并不能找到噪声问题的根本原因，且成本高，周期长。而现阶段的低频有限元仿真方法，一般只是通过传递函数的面板贡献量或整车结构及声腔的模态特征，推测结构噪声的问题成因，没有系统的考虑底盘、内饰车身、传递力和传递函数的影响，并不能够系统的、全面的、科学的快速分析问题原因。导致无效试错方案多、效率低、效果不理想、方案成本代价大等问题。

中国专利CN105279327A公开了一种汽车车内振动和噪声的计算机仿真预测方法，包括A、计算发动机的曲柄机构的往复惯性力和往复惯性力矩；B、根据发动机燃烧压力计算出气体压力产生的力矩；C、将发动机载荷分阶次处理成频域载荷；D、建立整车NVH有限元仿真模型，并根据模态初步判定模型的正确性，将载荷加载在模型中的发动机质心处；E、计算车内振动和噪声的响应曲线，并与目标值进行比对；F、根据车内振动和噪声的响应曲线和目标值找出影响NVH性能的峰值点，进行贡献量分析；G、根据贡献量分析结果进行结构改进，降低噪声或振动峰值。

上述方法对噪声问题的改进方法仅进行贡献量分析，并没有进行传递路径分析和传递力、传递函数分析。对噪声问题的分析诊断并不全面、系统。此外还存在两个方面的问题，一是将发动机载荷加载在发动机质心处，与发动机真实物理受力方式不一致；二是该发明并未对整车有限元模型进行模态缩减，计算量大，效率低。

发明内容

本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种汽车车内结构噪声诊断及优化方法，该方法可以全面准确地得到结构噪声的主要传递路径，并利用传递力和传递函数分析给出优化方向，提高诊断及优化效率。

为实现上述目的，本发明提供一种汽车车内结构噪声诊断及优化方法，确定发动机扭矩频域载荷和车轮轮心频域载荷，分别进行发动机噪声仿真计算和路噪仿真计算，当发动机噪声或路噪大于设计标准时，根据传递路径噪声贡献度确定车内噪声的主要传递路径，对每个主要传递路径的传递力进行底盘模态分析和衬套隔振率分析，当主要传递路径的传递函数大于设定传递函数值时，还对每个主要传递路径进行接附点动刚度分析和车身面板贡献量及模态分析，根据分析结果确定结构优化对象并进行结构优化；重新进行仿真计算，直到发动机噪声或路噪满足设计标准。

进一步地，所述发动机扭矩频域载荷的确定方法包括，确定发动机活塞和连杆的设计参数输入动力学分析模块中，得到发动机时域扭矩载荷，根据快速傅里叶变换将发动机时域扭矩载荷转变为发动机频域载荷。

进一步地，所述车轮轮心频域载荷的确定方法包括，获取设定工况下车轮羊角四个不同面位置的加速度，得到功率谱密度。并根据得到的功率谱密度及轮心至加速度传感器的传递函数，通过逆矩阵法得到每个车轮的轮心频域载荷。