以问题为核心的NVH仿真分析

“仿真分析是车辆开发前期振动噪声性能主要分析方法，也是车辆开发后期实物阶段重要的验证手段。振动噪声是车辆的重要性能之一，所有的仿真分析工作，均围绕着这个性能，可以说是以振动噪声问题为核心的开发工作。”

01、以问题为中心，以达成性能目标为宗旨

汽车的NVH是一门玄学，涉及的问题也很多。而采用仿真分析的方法在车辆开发前期进行性能预测和解决，也一定要以问题为中心，即所有的仿真分析工作均是以达成性能目标、解决NVH问题为核心的工作任务。

NVH为汽车的主要性能指标之一，这里分为传统燃油车和未来趋势的电动车。传统燃油车中，由于有发动机的存在，不可避免的成为重要的振动和噪声的来源。怠速工况中评价的怠速振动，怠速轰鸣音；加速工况中的加速噪声（缓加速噪声POT和急加速噪声WOT）。而电动车就没有这些NVH性能指标，但由于电机的应用，电动车中又有频域非常宽泛的电磁噪声，以及由于没了发动机的遮盖，一些部件，例如转向助力的振动助力泵、压缩机的振动和噪声、冷却风扇、ABS泵和转向电机等又成为新问题了。同时，不论传统的燃油车和电动车，一些问题还是存在，比如由路面传递而来的路躁、轮胎高速行驶中的胎噪以及在高速公路中的风噪。有些性能，前期仿真分析所做的极为有限，比如胎噪，就暂时没有完全可靠的仿真分析手段来预测；有些仿真分析能做一部分，例如路躁，结构传递部分的可以完全由仿真分析来预测，高频部分的可以通过声学包来预测（但也只能是定性分析而已），中频部分，有结构传递的和空气传递的，就比较复杂了。现在也有一些混合建模，但车企大规模应用还没看到。风噪的前期仿真开发和应用，很多车企都在做了，但涉及到流体和NVH两大模块，也比较复杂，精度是一个挑战。

02、以达成整车性能目标为宗旨分析和评判

所有的仿真分析工作均是以达成性能目标、解决NVH问题为核心的工作任务。这是毫无疑问的。但这些性能指标，似乎均关乎的是一个整车性能指标，而仿真分析中所有分析的一些模态、刚度、IPI、VTF/NTF等等和这些性能指标之间又有什么关系呢？这就有点像，只知其然不知其所以然，或者说，类似于盲人摸象，只见局部，而不知整体。在一家整车企业，或者说一家完备的整车开发流程和体系的企业来说，最根溯源，耳濡目染，大致也能知道个大概。具体来讲，这涉及到一个整车目标分解的问题。

这是一整套的整车目标分解逻辑和方法。整车性能一步步分解为子系统级别的性能，然后由子系统又一步步的分解为零部件的性能。以整车路躁为例，由于路面的不平度通过轮胎传递到底盘，然后又通过底盘传递到车身，然后驾驶员就能感知噪声的大小和方向盘、座椅和地板的振动。所以，大致系统级别的就可以分为轮胎、底盘以及TB（Trim Body）。系统级别的大致目标，就有轮胎的选择，底盘隔振的设计和车身传涵的目标。还需要进一步分解为部件级别的目标，这些目标就比较细了，但大体上不外乎模态和刚度、动刚度等。当然，我这里说的也比较简单，具体设计的内容还很多，有机会再讲。

但当我们深入做这些仿真分析的时候，比如模态、IPI和传涵（VTF/NTF），我们又陷入了一个无解的怪圈。整车目标分解容易理解，分解下来的具体目标值具体目标曲线我也认了，但达不到目标值可以么？或者说差一点，差个1%-10%什么的行么？但我想这一问没有人能明确的回答YES or NO，一般解答会大致给一个说法，然后又说到一般就是这么做的，工程经验的一般做法。如果你再进一步追问，你所有设定的目标，是否有仿真分析方法，或者理论计算公式，得到最终的整车性能？这样一来，努力仿真分析达成目标的工程师已经精神分裂，设定目标的NVH工程师也开始崩溃了。求知欲是好的，但对这些目标不必过于纠结，走到死胡同就不好了。

回到刚才的问题，就是达不到目标值可以么？或者说差一点，差个1%-10%什么的行么？纠结这些问题费脑子不说，也得不到进一步的能信服的解释，不如继续去做。仿真的核心是以问题为中心，以达成性能目标为宗旨。纠结于局部的细枝末节是不可取的，仿真整车结果再评判，再看看，再分析分析，或许能达到更多的答案。

02、不管白猫黑猫，抓到老鼠就是好猫

伟人邓小平在改革开放中依据存在的各种争论和问题，提出了著名观点：不管白猫黑猫，抓住老鼠就是好猫。意思说是，改革开放中各种不同的做法，只要能把经济搞上去，就是好方法。套用在解决NVH问题和仿真分析策略上来说一样适用。

在解决NVH问题中，仿真分析是一种方法，NVH实验也是另外一种方法，两者相辅相成，各有优劣。仿真分析方法可以快速验证，时间段，效率高，但仿真分析的理论和局限性，一些问题没办法没办法去模拟。NVH实验，直取目标的感觉，分析评判精度高，但周期长，效率慢，这方面仿真分析刚好可以成为实验的辅助，横向方案的比较、预知性能的把握，反正，一切为了解决问题。

仿真分析策略上，就比如路躁仿真spindle加载激励以及虚拟路谱的加载激励，均能得到整车路躁仿真结果，但前者需要借助实验，只能在骡子车出来后得到虚拟轴头力，耗费的资源较多。且都已经是数字阶段的后期了。而虚拟路谱的方法，轮胎建模仿真是一个难点。再比如NTF的分析中，一般的做法是单位简谐力加载，声压响应，其实还有模拟体积声源，人耳处声压激励，激励点响应，一样可以得到传涵NTF，依据互异性，两者是一样的结果。

不同的方法，均可以达成目标。没有一定要用哪种，工程师也不用有技术策略的宗教崇拜，一切为了解决问题，唯一的要求就是快、准、经济和环保。