概念分享
我們將圍繞Abaqus展開一系列的NVH相關(guān)內(nèi)容介紹,對一些NVH常規(guī)概念和工作將本人的理解和大家分享,對于其中出現(xiàn)的紕漏和錯誤,誠請不吝賜教與斧正。
NVH = Noise, Vibration and Harshness
也就是噪聲、振動和粗糙度。其中,噪聲和振動是我們所能切實測試和分析出的結(jié)果,而粗糙度如同魯棒性一樣,是一個主觀的評判。
對于汽車而言,除了動力等硬性指標(biāo),我們評價其質(zhì)量的一個重要內(nèi)容就是NVH,也就是乘客的主觀感受,是否平穩(wěn),是否安靜,是否舒適。NVH問題的發(fā)現(xiàn)來源于真車駕評,而對于NVH的改善往往涉及結(jié)構(gòu)的修改,其帶來的成本不可忽略,尤其是涉及到模具的修改,更是牽扯了更多的成本和精力。
NVH問題的中的振動主要來源有三個方面:發(fā)動機振動、路面振動以及風(fēng)扇、油箱、電機等子系統(tǒng)主動振動源。
振動通過相鄰結(jié)構(gòu)傳播擴散至駕駛室,即車內(nèi)。帶人的主觀感受就是各種抖動,包括方向盤抖動、換擋桿抖動以及座椅抖動等。對于振動而言,主要是結(jié)構(gòu)動力學(xué)的分析,評測其動力學(xué)響應(yīng),涉及到模態(tài)分析和頻響分析、沖擊以及路譜載荷分析等。
噪聲來源于結(jié)構(gòu)的振動,尤其是薄壁結(jié)構(gòu)的振動輻射噪聲;NVH問題的中的噪聲主要來源有三個方面:發(fā)動機噪聲、路面噪聲以及風(fēng)噪。
對于噪聲分析,主要以頻率區(qū)分,低頻區(qū)以發(fā)動機噪聲為主、中頻段以路噪為主,高頻段則以風(fēng)噪為主。
噪聲問題主要帶來兩方面不好的體驗,乘客直接的交流干擾以及聲壓帶來的壓耳不舒適感,前者是我們普通人能感受到的最直觀的問題,后者一般隨著汽車性能的改善,更多是專業(yè)人士才能感受和評判。
我們知道NVH問題的核心是振動問題,無論是結(jié)構(gòu)的振動還是空氣的振動。振動問題無法避免,但盡可能的減弱振動的影響則會極大的提升NVH性能。
—振動源的處理
真實結(jié)構(gòu)存在固有頻率,當(dāng)兩個結(jié)構(gòu)的固有頻率接近時,極易由一個結(jié)構(gòu)的振動誘發(fā)另一個結(jié)構(gòu)的振動,進而相互作用產(chǎn)生共振。NVH最基礎(chǔ)的研究則是避免共振,這需要對每個子系統(tǒng)和零部件的模態(tài)有準(zhǔn)確的研究,在整車管理當(dāng)中做好模態(tài)分布,以盡可能使相鄰結(jié)構(gòu)的頻率錯開,使得各系統(tǒng)工作的頻率分布在不同的頻段。
—路徑的處理
振動源的問題是從根本上去解決振動,但汽車的運動不可避免的會有這些振動源的參與,所以從傳播路徑上阻斷或減弱振動則是NVH問題當(dāng)中的另一個主要內(nèi)容。發(fā)動機懸置、變速箱懸置、車架懸置等等橡膠結(jié)構(gòu),其作用主要是在起到支撐作用的同時,一定程度上隔離振動的傳播。另外一個隔振手段則是密封系統(tǒng)和聲包,其主要目的是隔離各個管路或空腔體系中的空氣聲音傳播。
—響應(yīng)的處理
以上兩個方面,源頭和路徑的處理不能完全解決NVH問題,我們?nèi)孕枰陧憫?yīng)端進行最后的措施,即駕駛艙和乘客的感受區(qū)域。在這個地方更多的會體現(xiàn)到成本上面,振動方面主要是座椅這塊的品質(zhì);噪聲方面則是駕駛艙內(nèi)的吸音棉(聲包的一部分)。
對于NVH問題,核心是振動,無法避免的振動首先要考慮的是解決共振問題,其次是減弱振動的傳播;噪聲本質(zhì)上也是空氣的振動,薄壁結(jié)構(gòu)是噪聲最大的輻射源,汽車由于輕量化的考慮,大量使用鈑金件不可避免,合理的模態(tài)分布可以使得共振最小。
NVH問題不止于汽車
NVH問題不止是在汽車行業(yè),我們生活中的各行各業(yè)都可能涉及到NVH問題,如各種類型的交通工具,家用電器等等。這些行業(yè)和領(lǐng)域中的NVH問題,本質(zhì)上都是一樣的,理清NVH問題的本質(zhì)和處理方式,對我們提高產(chǎn)品的NVH性能和體驗都會有極大幫助。
以上是我們對汽車NVH問題當(dāng)中的一些概念和原理的一些分享。后續(xù)我們會針對實際NVH工作中涉及到的Abaqus軟件仿真分析內(nèi)容進行介紹。
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