汽车阻尼板结构优化设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车领域，尤其涉及汽车阻尼板结构优化设计方法。
【背景技术】
[0002]汽车阻尼板主要作用是减振降噪。传统汽车阻尼板设计主要依赖设计人员的经验，现有技术中一般都是通过对结构数模设计完成后的阻尼板进行NVH性能仿真校核，如不满足再进行进一步的加强优化，虽然也有文献通过对应变能分析或贡献分析对阻尼进行了位置和面积的优化设计，不过还没有关于阻尼板材料、厚度优化设计方面的技术。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种汽车阻尼板结构优化设计方法。
[0004]本发明提供了一种汽车阻尼板结构优化设计方法，包括如下步骤:
A.建立白车身模态分析有限元模型，建立基于Trimbody的NTF、VTF模型；
B.包括计算钣金模态步骤和计算钣金声功率步骤，在所述计算钣金模态步骤中，计算输出钣金模态应变能叠加云图，然后确定阻尼板布置范围，确定阻尼材料1、厚度I ;在所述计算钣金声功率步骤中，计算钣金声功率损失，然后确定阻尼板材料2、厚度2 ;
C.根据低频钣金模态应变能叠加云图和中频钣金声功率损失结果，通过并联耦合设计初步确定阻尼板材料和厚度；
D.进行基于成本、性能和工艺的轻量化选择设计，确定阻尼板材料和厚度；
E.进行钣金和阻尼板整体形貌优化设计；
F.整车NVH性能仿真校核，判断是否满足设计要求，若是，那么执行步骤G，否则执行步骤B ;
G.完成阻尼板初步设计，通过整车样车试验仿真对标，校正有限元模型，如试验结果不满足NVH设计目标要求，则通过校正后的模型对阻尼板进行继续优化，直至满足设计目标。
[0005]作为本发明的进一步改进，在所述步骤B中，在计算钣金模态步骤中，对覆盖面大的考察区域的钣金模态分析，输出应变能，并考虑权重进行应变能叠加分析，输出应变能叠加后的分布云图，然后根据钣金模态应变能叠加云图，确定阻尼板布置范围。
[0006]作为本发明的进一步改进，在所述步骤D中，通过进行基于整车NVH定位、成本和工艺，综合考虑阻尼板材料类型、厚度、性能参数等轻量化影响因素，对阻尼板进行选择设计，最终确定阻尼板材料和厚度。
[0007]作为本发明的进一步改进，在所述步骤E中，确定阻尼板范围、材料和厚度后，以NVH性能为约束函数，以质量最小为目标函数，对钣金和阻尼板进行整体形貌优化设计。
[0008]作为本发明的进一步改进，覆盖面大的考察区域包括地板、前隔板、顶盖、前后轮罩、侧围外板、侧门、尾门。
[0009]本发明的有益效果是:本发明通过对阻尼板应变能叠加分析和声功率损失的并联耦合模式设计，对阻尼板的材料、厚度、布置进行设计，然后通过对钣金和阻尼板进行整体形貌优化，在满足NVH性能的前提下实现了阻尼板的轻量化设计。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的方法流程图。
[0011]图2是本发明的地板模态应变能叠加分布云图。
[0012]图3是本发明的地板阻尼板布置范围。
[0013]图4是地板无阻尼时的声功率损失图。
[0014]图5是地板与阻尼板的整体形貌优化设计图。
[0015]图6是阻尼板原方案设计图。
[0016]图7是阻尼板优化方案设计图。
[0017]图8是地板阻尼板优化前后声功率损失结果对比图。
[0018]图9是阻尼板优化前后NTF结果对比图。
【具体实施方式】
[0019]本发明公开了一种汽车阻尼板结构优化设计方法，包括如下步骤:
A.建立白车身模态分析有限元模型，建立基于Trimbody的NTF、VTF模型；
B.包括计算钣金模态步骤和计算钣金声功率步骤，在所述计算钣金模态步骤中，计算输出钣金模态应变能叠加云图，然后确定阻尼板布置范围，确定阻尼材料1、厚度I ;在所述计算钣金声功率步骤中，计算钣金声功率损失，然后确定阻尼板材料2、厚度2 ;
C.根据低频钣金模态应变能叠加云图和中频钣金声功率损失结果，通过并联耦合设计初步确定阻尼板材料和厚度；
D.基于整车NVH定位、成本和工艺，综合考虑阻尼板材料类型、厚度、性能参数等轻量化影响因素，对阻尼板进行选择设计，最终确定阻尼板材料和厚度；
E.进行钣金和阻尼板整体形貌优化设计；
F.整车NVH性能仿真校核，判断是否满足设计要求，若是，那么执行步骤G，否则执行步骤B ;
G.完成阻尼板初步设计，通过整车样车试验仿真对标，校正有限元模型，如试验结果不满足NVH设计目标要求，则通过校正后的模型对阻尼板进行继续优化，直至满足设计目标。
[0020]本发明汽车阻尼板结构优化设计方法针对传统阻尼板主要依赖设计人员的经验进行设计的局限性，本发明首先计算地板、顶盖、前隔板等考察区域的模态应变能贡献量分布，根据模态应变能叠加云图和钣金声功率损失结果初步确定阻尼板材料和厚度，通过基于成本、性能和工艺的轻量化选择设计，初步确定阻尼材料的结构形状、厚度和布置，然后对钣金和阻尼板进行整体形貌优化设计并经NVH仿真校核验证，解决了阻尼板设计主要依靠设计人员经验的局限性问题以及阻尼板材料、厚度设计问题。作为本发明的一个实施例，如图1所示，包括如下步骤:
1.首先建立白车身模态分析有限元模型，建立基于Trimbody的NTF、VTF模型；
2.分别对覆盖面较大的考察区域(包括地板、前隔板、顶盖、前后轮罩、侧围外板、侧门、尾门)进行钣金模态分析，输出应变能，并考虑权重进行应变能叠加分析，输出应变能叠加后的分布云图； 3.根据钣金模态应变能叠加云图，确定阻尼板布置范围；
4.根据低频钣金模态应变能叠加云图和中频钣金声功率损失结果，通过并联耦合设计初步确定阻尼板材料和厚度；
5.进行基于成本、性能和工艺的轻量化选择设计，基于整车NVH定位、成本和工艺，综合考虑阻尼板材料类型、厚度、性能参数等轻量化影响因素，对阻尼板进行选择设计，最终确定阻尼板材料和厚度；
6.确定阻尼板范围、材料和厚度后，以NVH性能为约束函数，以质量最小为目标函数，对钣金和阻尼板进行整体形貌优化设计；
7.进行NVH性能仿真校核，如不满足，则对阻尼板布置范围、材料和厚度进行继续优化；
8.完成仿真校核后，通过整车样车试验仿真对标，校正有限元模型，如试验结果不满足NVH设计目标要求，则对校正后的模型对阻尼板进行继续优化，直至满足设计目标。
[0021]下面以某车型阻尼板的结构优化设计为例进行说明:
1.阻尼板布置设计:
建立白车身模态分析模型，计算模型低频范围(一般为O到200Hz)的应变能，并考虑权重进行应变能叠加分析，输出钣金(包括地板、前隔板、顶盖、轮罩内板等考察板)的应变能叠加后的分布云图(图2)，并初步确定阻尼板的布置范围(图3)。
[0022]2.阻尼板材料和厚度设计:
根据钣金应变能叠加云图结果，阻尼板材料初定热熔型和热磁型，厚度不小于2_。计算钣金的中频范围内