汽车NVH仿真的主要内容探讨

NVH（ Noise、Vibration、Harshness ）是衡量汽车制造质量的一个综合性问题，它给汽车用户的感受是最直接的。有统计资料显示，整车约有1/3的故障问题是和汽车的NVH问题有关系，而各大汽车企业有近20%的研发费用花费在解决汽车的NVH问题上。在汽车NVH开发过程中，仿真是其中非常重要的一部分，可以在前期进行性能分析和改善，在后期可提供方向指导和建议参考。

NVH的重要性
NVH对顾客非常重要：NVH的好坏是顾客购买汽车的一个非常重要的因素；
NVH影响顾客的满意度：在所有顾客不满足的问题中，约有1/3是与NVH有关；
NVH影响到售后服务：约1/5的售后服务与NVH有关。
NVH涉及的范围
NVH涉及面非常广：在所有动态性能领域（NVH、碰撞安全、操稳、经济性等）中，NVH是涉及面最广的领域。
1、车身
2、电机、变速器等动力系统
3、底盘及悬架
4、内饰系统
5、电子电器
6、……
决定NVH开发的因素

NVH开发是一个目标制定-分解-验证的过程
Benchmark分析
——数据库数据
——竞争车的比较测试与分析（主观与客观）
目标设定
——确定市场及竞争目标
——考虑成本、重量、与其他系统之间的平衡
——确定目标
目标分解
设计认证

CAE在NVH开发中的地位
1、CAE是NVH开发中重要的一环，特别是数字样机阶段，能预测设计缺陷及缩短开发周期等；
2、在实车调校阶段，能协助支持实车问题并提供相应方案。

汽车NVH仿真频率段
1、超低频段：2-50Hz，如悬架模态分析、座椅安装点静刚度分析、VTF分析等；
2、低频段：20-200Hz，如模态分析、阻尼分析、接附点动刚度分析、NTF分析等；
3、中频段：100-1000Hz，如正碰、侧碰传感器安装点动刚度分析、ECU安装点动刚度分析、零部件及关系子系统隔声性能分析（如防火墙）；
4、高频段：400-8000Hz，如零部件及关系子系统隔声性能分析、整车声学包性能分析及优化、整车内外声场分析等。
汽车NVH仿真的主要内容
从整体上可分为：结构NVH及声学NVH仿真。
在当前结构NVH仿真在汽车CAE开发中仍占有较大比重，结构NVH是基础，是其他性能开发的基础，如车身接附点动刚度没做好，去做声学包仿真，感觉有点不合适；首先基础的结构NVH性能必须做到位，然后再去做声学包等之类提升整车性能及品质的仿真分析优化。
结构NVH仿真在各大企业都有不同的定义，不管是分析条目还是考察指标。
NVH仿真通常包括以下内容
1、竞品车 NVH分析；
2、目标定义（根据竞品车和相近车型）；
3、开发车型NVH分析及优化（包括开发的前期各阶段）；
4、开发车型的试验相关性及模型标定；
5、实车问题跟踪及解决方案；
结构NVH分析包括以下分析（不限于）：
（1）车身骨架系统
车身模态分析、车身弯曲刚度分析、车身扭转刚度分析、车身接附点动刚度分析（包括底盘安装点及附件安装点）、车身钣金灵敏度分析、车身阻尼片布置分析、车身局部安装点静刚度分析（如座椅及安全带卷收器）等；
（2）底盘系统
转向系统模态分析、动力传动系统模态分析、传动系统扭振分析、悬置系统模态分析、关键支架及系统模态分析等；
（3）Trimmed Body级
TB模态分析、GPA分析、PACA分析、FRF分析、声腔模态分析、NTF分析、VTF分析、IPI分析（一般放在车身里分析，可在早期进行优化分析）；
（4）整车级
整车模态分析、整车TPA分析、整车路噪分析（如怠速、加速分析）、动力总成质心灵敏度分析、整车Spindle灵敏度分析、传动轴不平衡分析、轮胎不平衡分析、整车Brake Shudder分析、整车Impact分析、整车冷却风扇不平衡分析等；
（5）声品质相关分析
异响分析、锁扣安装点动刚度分析、关门瞬时冲击分析等
声学NVH分析包括以下分析（不限于）：
1、零部件及关键子系统隔声量分析（如防火墙）；
2、整车风噪分析；
3、整车声学包性能分析；
4、整车内外声场分析等。
NVH仿真主要的应用软件及资源
1、三维软件
Catia、UG、Pro/E等
2、前处理软件
Hypermesh、ANSA、Abaqus/CAE、Amesim、SnRD等
3、求解软件
Nastran、Optistruct、Radioss、Abaqus、Patran、Virtulab、Vaone等
4、后处理软件
Hyperview、Abaqus/View、Virtulab、Testlab、Vaone、Amesim、SnRD等
5、计算资源
普通计算机、工作站、PBS、云计算平台等
NVH仿真目标或参考值来源
NVH仿真目标或参考值没有统一的具体数值，每个企业要求也不一样，但目标定义原则一般有：
1、激励源频率（如路面、发动机激励、风扇激励、压缩机激励等）；
2、目标分解（如性能分解提供）；
3、NVH相关理论（如隔振理论、模态理论等）；
4、相近车型参考值；
5、竞品车型分析或测试值；
6、已有的数据库。

每一项分析都有其分析意义及目的，一个产品要有竞争的NVH性能，NVH仿真过程必不可少，也是企业核心竞争力非常重要的一部分。NVH性能优越，需要经验丰富的NVH分析及开发人员、合理的目标值、充分的分析考察条目、良好的工艺及制造能力、优秀的产品设计能力、全面的试验测试能力及完善的产品开发流程及管控。