一种车身板件噪声贡献度分析及结构优化方法与流程

本发明涉及汽车噪音分析领域，具体地，涉及一种车身板件噪声贡献度分析及结构优化方法。

背景技术：

1、nvh代表噪音、振动和粗糙度(noise,vibration,and harshness)。在汽车工程领域，nvh是一个关键概念，用于描述车辆在运行过程中产生的噪音、振动和不适感。当前，nvh领域的一项要求是通过准确、有效的测量技术来评估声源对特定位置的贡献。车身大部分由薄钢板构成，当其受到外界激励时，会引起板件结构振动，从而向车内辐射噪声。特别在当前电动汽车越来越受欢迎的潮流下，传统内燃动力系统引起的声音掩蔽效应的缺失使得乘客暴露于各种新的声源中。在这些新的声源里面，有相当一部分指向车身板件结构，甚至有些在主观上比传动内燃动力系统产生的宽频噪声更令人讨厌。

2、现有技术中与mvh有关的测试与优化中具有以下问题：(1)目前的模态测试、振动测试很难准确识每一块板的噪声贡献度，哪一个区域贡献最大；(2)目前行业通过内饰车身ntf来优化车身结构，时间节点太晚了，需要导入大量内饰，模型也更复杂；(3)现有技术中公布了一种车身钣金对噪音贡献度的识别方法，该方法中使用白噪声声源激励车身，且只测量了各板件的振动响应，因此，只能找出白噪声激励下车身振动大板件，而不能识别问题工况下的板件贡献大区域，且该方法只能解决稳态工况噪声贡献度分析与优化。为此，急需一种有效的测量技术来评估车身板件结构对车内乘客(或驾驶员)的噪声贡献情况并基于贡献度情况对车身结构进行优化。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种车身板噪声贡献度分析及结构优化方法能精准评估车身板件结构对车内乘客(或驾驶员)的噪声贡献情况并基于贡献度情况对车身结构进行优化。

2、为实现上述技术效果，本发明采用如下所述技术方案：

3、一种车身板件噪声贡献度分析及结构优化方法，包括以下步骤：

4、s10.测试问题车噪声数据，确定故障车问题频率；

5、s20.将车身各板件分割为若干矩形区域，每一矩形区域为最小板单元，测试问题工况下每一最小板单元中心位置的振动加速度v；

6、s30.通过振动加速度数据v*最小单元板面积s，得到最小板单元的振动体积加速度q；

7、s40.通过声强试验测试各最小板单元区域中心位置点到驾驶员处噪声传递函数数据

8、s50.基于合成公式合成各板件上的所有最小板单元中心辐射至驾驶员位置噪声数据并获得各车身板件辐射至驾驶员位置的合成噪声数据，所述合成公式为：

9、

10、其中，qi为最小板单元i的体积加速度，单位为m3/s2，可以通过振动加速度传感器测试间接获得；为最小板单元i到驾驶位的噪声传递函数，单位为pa/(m3/s2)，可以通过体积声源及声强探头测试获取；

11、s60.将各车身板件的合成噪声数据与步骤s10中的问题车噪声实测数据放于一个频谱图中对比，锁定噪声主要贡献板；所述噪声主要贡献板为在问题频率范围内与实测噪声数据之间误差最小的合成噪声数据所在车身板件；

12、s70.将噪声主要贡献板的合成噪声数据与该主要贡献板上的各最小板单元的噪声数据放于一个频谱图，确定主要贡献板上噪声贡献度最大的关键区域；

13、s80.锁定噪声主要贡献板及其上的关键区域后，通过建立cae模型对该板结构上关键区域的噪音传递函数nft进行优化；

14、s90.基于cae模型上的对主要贡献板的关键区域的优化结果，在实车上改制，验证优化效果。

15、优选地，在步骤s10中，在测试问题车噪声数据时，背景噪声应比被测噪声低10db以上，汽车外面的环境温度在-5℃～37℃之间，风速＜5m/s，噪声频率设定范围为1600hz。

16、优选地，在步骤s20中，所述车身各板件包括顶盖、底板、前挡、后挡、前围、后围、左右侧围。

17、优选地，在步骤s40中，所述试验在消声室内进行，试验时环境温度为25±5℃，相对湿度为50-70％。

18、优选地，在步骤s40中的声强测试中，采用的测试设备主要包括前端信号发生装置、车身钣金和后端数据采集分析装置，前端信号发生装置包括依次连接的激励信号发生器、功率放大器与低频体积声源；其中，低频体积声源的信号输入端与功率放大器输出端口连接；车身上设置有体积加速度计用于获取体积声源作用于车身上时车身钣金产生的体积加速度；后端数据采集分析装置包括声强探头、数据采集前端和数据测试分析系统；其中，声强探头用连接线和数据采集前端连接；此外，体积加速度计与数据采集前端连接，可以将获得的体积加速度数据传送值数据采集前端；数据测试分析系统与数据采集前端相连接，用于分析数据采集前端所采集的体积加速度数据以及声强相关数据，从而生成噪声传递函数数据。

19、优选地，所述低频体积声源能够发出0～256hz的低频白噪声随机信号。

20、优选地，在步骤s40中，在进行测试之前，需要设置两个麦克风组合成一个声强探头，并对该声强探头进行校准。

21、优选地，步骤s40具体包括：将体积声源置于主驾左耳位置，测试每一最小板单元声强，通过数据分析系统得到驾驶员耳旁至各最小板单元中心位置的噪声传递函数；基于传递函数互易性原理获得各最小板单元中心位置到驾驶员处的噪声传递函数。

22、优选地，在步骤s60中，在对比各车身板件的合成噪声数据与问题车噪声实测数据时，需首先比较二者的噪声数据在关键故障频率范围内的误差是否小于5％，只有当两者的误差数据小于5％时，才可以于进一步分析该车身板件的噪声贡献度。

23、优选地，在步骤s80中，对贡献板的优化包括建立油漆车身的cae分析模型，所述cae分析模型包含白车身、前风挡玻璃、天窗玻璃，车内声腔模型。

24、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

25、1、目前的模态测试、振动测试很难准确识每一块板的噪声贡献度，哪一个区域贡献最大，本发明提供的方法能够通过试验获得各车身板件的噪声贡献量，进而快速准确识别噪声贡献度最大的车身板件，并进而锁定该板件上噪声贡献最大的关键位置。

26、2、目前行业通过内饰车身来优化车身结构，时间节点太晚了，需要导入大量内饰，模型也更复杂；本发明提供的方法在锁定了车身上的噪声主要贡献板和板上的关键区域后，建立油漆车身的cae模型优化车内关键区域的噪声，更快捷。同时本方法可在改款车型开发早期应用，能够节省更改模具费用。

27、3、由于本方法基于测试分析噪声贡献度，指导cae分析方向更明确。

技术特征：

1.一种车身板件噪声贡献度分析及结构优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的车身板件噪声贡献度分析及结构优化方法，其特征在于，在步骤s10中，在测试问题车噪声数据时，背景噪声应比被测噪声低10db以上，汽车外面的环境温度在-5℃～37℃之间，风速＜5m/s，噪声频率设定范围为1600hz。

3.根据权利要求1所述的车身板件噪声贡献度分析及结构优化方法，其特征在于，在步骤s20中，所述车身各板件包括顶盖、底板、前挡、后挡、前围、后围、左右侧围。

4.根据权利要求1所述的车身板件噪声贡献度分析及结构优化方法，其特征在于，在步骤s40中，所述试验在消声室内进行，试验时环境温度为25±5℃，相对湿度为50-70％。

5.根据权利要求1所述的车身板件噪声贡献度分析及结构优化方法，其特征在于，在步骤s40中的声强测试中，采用的测试设备主要包括前端信号发生装置、车身钣金和后端数据采集分析装置，前端信号发生装置包括依次连接的激励信号发生器、功率放大器与低频体积声源；其中，低频体积声源的信号输入端与功率放大器输出端口连接；车身上设置有体积加速度计用于获取体积声源作用于车身上时车身钣金产生的体积加速度；后端数据采集分析装置包括声强探头、数据采集前端和数据测试分析系统；其中，声强探头用连接线和数据采集前端连接；此外，体积加速度计与数据采集前端连接，可以将获得的体积加速度数据传送值数据采集前端；数据测试分析系统与数据采集前端相连接，用于分析数据采集前端所采集的体积加速度数据以及声强相关数据，从而生成噪声传递函数数据。

6.根据权利要求5所述的车身板件噪声贡献度分析及结构优化方法，其特征在于，所述低频体积声源能够发出0～256hz的低频白噪声随机信号。

7.根据权利要求1所述的车身板件噪声贡献度分析及结构优化方法，其特征在于，在步骤s40中，在进行测试之前，需要设置两个麦克风组合成一个声强探头，并对该声强探头进行校准。

8.根据权利要求1所述的车身板件噪声贡献度分析及结构优化方法，其特征在于，步骤s40具体包括：将体积声源置于主驾左耳位置，测试每一最小板单元声强，通过数据分析系统得到驾驶员耳旁至各最小板单元中心位置的噪声传递函数；基于传递函数互易性原理获得各最小板单元中心位置到驾驶员处的噪声传递函数。

9.根据权利要求1所述的车身板件噪声贡献度分析及结构优化方法，其特征在于，在步骤s60中，在对比各车身板件的合成噪声数据与问题车噪声实测数据时，需首先比较二者的噪声数据在关键故障频率范围内的误差是否小于5％，只有当两者的误差数据小于5％时，才可以于进一步分析该车身板件的噪声贡献度。

10.根据权利要求1所述的车身板件噪声贡献度分析及结构优化方法，其特征在于，在步骤s80中，对贡献板的优化包括建立油漆车身的cae分析模型，所述cae分析模型包含白车身、前风挡玻璃、天窗玻璃，车内声腔模型。

技术总结本发明提供了一种车身板件噪声贡献度分析及结构优化方法，具体包括：测试问题车噪声数据，确定故障车问题频率；划分最小板单元，测试问题工况下每一最小板单元中心位置的振动加速度V；计算最小板单元的振动体积加速度Q；测试各最小板单元区域中心位置点到驾驶员处噪声传递函数；通过合成公式获得各车身板件辐射至驾驶位的合成噪声数据；锁定噪声主要贡献板及其关键区域；建立CAE模型对该板结构上关键区域的噪音传递函数优化；基于CAE模型上的对主要贡献板的关键区域的优化结果，在实车上改制，验证优化效果。采用以上方法，能够通过试验快速准确识别车身上的噪声主要贡献板及板上的关键区域，进而基于贡献度情况对车身结构进行优化。技术研发人员：黄超勇,洪聪,钟秤平,邓欣,刘森海,王理周,王娅琴,徐高新,陈清爽,彭荣,殷和顺,陈文清,张东力,杨逸航,虎东辉,张江涛,吴训,韩海洋受保护的技术使用者：江铃汽车股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29