隔振件的隔振性能分析方法、刚度确定方法及装置与流程

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种隔振件的隔振性能分析方法、刚度确定方法及装置。

背景技术：

汽车的NVH[Noise(噪声)、Vibration(振动)、Harshness(声振粗糙度)]性能影响车内乘坐舒适性。NVH问题从本质上讲是源、传递路径、接受体的响应控制问题。发动机，动力传动系统及凸凹不平的道路等各种振动及噪声源通过不同路径，传递到作为车内振动及噪声接受体的司乘人员。

汽车上悬置、橡胶衬套、吊耳等隔振件是各种振动源传递到车内的路径上最重要的一环，在传递路径上，隔振性能良好的隔振件可极大的衰减振动传递，提升汽车舒适性及NVH性能。现有技术中隔振件的隔振性的分析还停留在感官的层面，通过驾驶者驾驶整车时，自身的感受来判断。但是，由于人的感官的差异，这种判断不准确，且不能具体到分析每一个隔振件的隔振性能。

一般来说隔振件的刚度越大，车身对振动源的影响越小(如响应所产生的振动位移越小)，隔振件的隔振性能越好，NVH性能越舒适。但是，隔振件需要有一定刚度以抵抗变形，因此选择合适的刚度的隔振件至关重要。目前，项目前期对于悬置、橡胶衬套、吊耳等隔振件研发、设计多依据项目经验或参照标杆车型，项目研发初期难以结合数字样车对隔振件的隔振效果进行合理分析评估，这使得前期隔振件的研发具有一定的盲目性，使得项目后期对隔振件的调校工作十分繁重。而在样车调校及整车相关NVH问题整改时，依照隔振件主、被动侧的测试数值，设计出能符合目标隔振量的隔振件亦是一大难题。且汽车上使用到的悬置、橡胶衬套、吊耳等隔振件较多，如何实现各隔振件的合理设计工作量巨大。

技术实现要素：

鉴于上述状况，有必要针对现有技术中隔振件的隔振性能分析不准确和选择合适刚性的隔振件困难的问题，提供一种隔振件的隔振性能分析方法、刚度确定方法及装置。

本发明提供了一种隔振件的隔振性能分析方法，包括：

根据所述隔振件的主动侧的接附点的点迁移率计算预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第一声压级；

根据所述隔振件的被动侧的接附点的点迁移率计算预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第二声压级；

根据所述隔振件的刚度计算所述预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第三声压级；

当所述多个第三声压级分别与对应频率的所述第一声压级的差值，以及所述多个第三声压级分别与对应频率的所述第二声压级的差值均大于目标隔振量时，确定所述隔振件的隔振性能合格。

上述隔振性能分析方法，其中，所述当所述多个第三声压级分别与对应频率的所述第一声压级的差值，以及所述多个第三声压级分别与对应频率的所述第二声压级的差值均大于目标隔振量时，确定所述隔振件的隔振性能合格的步骤包括：

绘制所述第一声压级随着所述频率变化的曲线，得到第一声压/频率曲线，绘制所述第二声压级随着所述频率变化的曲线，得到第二声压/频率曲线；

绘制所述第三声压级减去所述目标隔振量后的值随着所述频率变化的曲线，得到目标隔振曲线；

当所述第一声压/频率曲线、第二声压/频率曲线在所述目标隔振曲线的下方时，确定所述隔振件的隔振性能合格。

上述隔振性能分析方法，其中，所述第一声压级和第二声压级的计算公式分别为：

其中，为经过归一化处理后的隔振件的主动侧的点迁移率，为经过归一化处理后的隔振件的被动侧的点迁移率。

上述隔振性能分析方法，其中，所述第三声压级的计算公式为：

其中，f表示频率，k为频率f下的隔振件的刚度。

本发明还提供了一种隔振件的刚度确定方法，包括：

根据所述隔振件的主动侧的接附点的点迁移率计算预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第一声压级；

根据所述隔振件的被动侧的接附点的点迁移率计算预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第二声压级；

根据所述多个第一声压级、所述多个第二声压级和目标隔振量计算所述隔振件的刚度。

上述隔振件的刚度确定方法，其中，所述根据所述多个第一声压级、所述多个第二声压级和目标隔振量计算所述隔振件的刚度的步骤包括：

确定所述多个第一声压级和所述多个第二声压级中数值最大的声压级；

根据所述数值最大的声压级与目标隔振量的和计算所述隔振件的刚度。

上述隔振件的刚度确定方法，其中，所述第一声压级和第二声压级的计算公式分别为：

其中，为经过归一化处理后的隔振件的主动侧的点迁移率，为经过归一化处理后的隔振件被动侧的点迁移率。

上述隔振件的刚度确定方法，其中，所述隔振件的刚度的计算公式为：

其中，SPL₃＝SPL_max+Δd，f表示频率，SPL_max为所述多个第一声压级和所述多个第二声压级中数值最大的声压级，Δd为目标隔振量。

本发明还提供了一种隔振件的隔振性能分析装置，包括：

第一计算模块，用于根据所述隔振件的主动侧的接附点的点迁移率计算预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第一声压级；

第二计算模块，用于根据所述隔振件的被动侧的接附点的点迁移率计算预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第二声压级；

第三计算模块，用于根据所述隔振件的刚度计算所述预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第三声压级；

确定模块，用于当所述多个第三声压级分别与对应频率的所述第一声压级的差值，以及所述多个第三声压级分别与对应频率的所述第二声压级的差值均大于目标隔振量时，确定所述隔振件的隔振性能合格。

上述隔振性能分析装置，其中，所述确定模块包括：

绘制模块，用于绘制所述第一声压级随着所述频率变化的曲线，得到第一声压/频率曲线，绘制所述第二声压级随着所述频率变化的曲线，得到第二声压/频率曲线，以及绘制所述第三声压级减去所述目标隔振量后的值随着所述频率变化的曲线，得到目标隔振曲线；

确定子模块，用于当所述第一声压/频率曲线、第二声压/频率曲线在所述目标隔振曲线的下方时，确定所述隔振件的隔振性能合格。

本发明根据隔振件的主动侧和被动侧的接附点的迁移率分别得到第一声压级和第二声压级，根据隔振件的刚度得到第三声压级，计算第一声压级与第三声压级的差值和计算第二声压级与第三声压级的差值，当计算的所有差值均大于目标声压值时，则说明隔振件的隔振性能合格。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的隔振件的隔振性能分析方法的流程图；

图2为本发明第二实施例中的隔振件的隔振性能分析方法的流程图；

图3为本发明第二实施例中隔振件的声压/频率曲线图；

图4为本发明第三实施例中的隔振件刚度确定方法的流程图；

图5为本发明第四实施例中的隔振件的隔振性能分析装置的结构框图；

图6为图5中确定模块的结构框图；

图7为本发明第四实施例中的隔振性能分析装置的结构框图；

图8为图7中第四计算模块的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

本发明中的隔振件如悬置、橡胶衬套，吊耳等固定在车上，与车身或与车身的其他设备连接。隔振件与车身或与车身的其他设备的接触点称为安装点，也可以理解为连接点，比如汽车上动力总成悬置隔振件，一侧安装在动力总成上，一侧安装在车身或者车架上。隔振件的主动侧表示与振动源如汽车动力总成连接的一侧，隔振件被动侧表示远离振动源的一侧。隔振件的主动侧的接附点即为振动源如汽车动力总成、发动机上的安装点，隔振件的被动侧的接附点即为车身或车架上的安装点，每个接附点在整车开发中会确定坐标值。

一般汽车的隔振件有多个，对每个隔振件的隔振刚度要求或隔振性能要求不同，且同一个隔振件在不同方向(具体为三维坐标轴中x轴、y轴、z轴方向)的隔振件刚度和隔振件主动侧或被东侧接附点的点迁移率不同。本发明中选择一个隔振件一个方向为例，对本发明实施例的原理进行说明。可以理解的，其他隔振件实施原理与一个接附点基本相同。

请参阅图1，为本发明第一实施例中的隔振件的隔振性能分析方法，包括步骤S11～S14。

步骤S11，根据所述隔振件的主动侧的接附点的点迁移率计算预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第一声压级。

步骤S12，根据所述隔振件的被动侧的接附点的点迁移率计算预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第二声压级。

上述步骤中，所述点迁移率就是单位力作用下产生的原点速度导纳，可以通过锤击法获得。在原点施加作用力，原点会产生振动，就会产生速度响应，就可以得到原点单位力作用下的速度导纳。本实施例中因为作用点和响应点都是接附点，所以接附点即为原点。本实施例中在隔振件主动侧的接附点施加随频率变化的激励力，可计算出每个频率下所述主动侧的接附点的点迁移率。再根据所述主动侧的接附点的点迁移率计算每个频率下的声压级，即可得到多个第一声压级。本实施例中施加的频率在预设的范围内，例如为220～650Hz。可以理解的，不同的隔振件要求的频率范围不同，一般只需要计算在该隔振件要求的频率范围内第一声压级。第二声压级的计算过程与第一声压级的计算过程类似，在此不再赘述。

当然点迁移率也可以根据现有技术中的其他方法得到，如利用仿真分析软件计算隔振件主、被动侧的接附点在不同频率下的点迁移率。CAE(Computer Aided Engineering，计算机辅助工程)仿真分析或者测试时，在接附点施加单位作用力，看接附点的速度导纳响应，同时接附点上有传感器，利用LMS，TESTLAB或者朗德等声学测试设备，根据传感器得到的数据，可以直接读出接附点的原点速度导纳，即接附点的点迁移率。

步骤S13，根据所述隔振件的刚度计算所述预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第三声压级。

步骤S14，当所述多个第三声压级分别与对应频率的所述第一声压级的差值以及所述多个第三声压级分别与对应频率的所述第二声压级的差值均大于目标隔振量时，确定所述隔振件的隔振性能合格。

第一声压级和第二声压级是根据实际实验获取的接附点的声压数据，反映汽车上连接隔振件的振动源和车架的声压级。第三声压级是基于隔振件的刚度计算得到的声压级，反映隔振件的属性。每个频率下的第三声压级与第一声压级的差值d_1,f为：

d_1,f＝SPL_3,f-SPL_1,f；

其中，SPL_1,f为频率为f的第一声压级，SPL_3,f为频率为f的第三声压级，f在预设的频率范围内变化。d_1,f也表示隔振件相对于主动侧的接附点的隔振量。

每个频率下的第三声压级与点二声压级的差值d_2,f为：

d_2,f＝SPL_3,f-SPL_2,f；

其中，SPL_2,f为频率为f的第二声压级，SPL_3,f为频率为f的第三声压级，f在预设的频率范围内变化。d_2,f也表示隔振件相对于被动侧的接附点的隔振量。

当d_1,f，d_2,f均大于标准隔振量时，确定所述隔振件的隔振性能合格。一般而言，对于汽车上悬置、橡胶衬套、吊耳等隔振件，在评估其隔振效果时，通常要求目标隔振量达到20dB。

本实施例分别根据隔振件主动侧和被动侧的接附点的迁移率得到第一声压级和第二声压级，根据隔振件的刚度得到第三声压级，计算第三声压级与第一声压级的差值，以及计算第三声压级与第一声压级的差值，当计算的所有差值均大于目标声压值时，则说明隔振件的隔振性能合格。

请参阅图2，为本发明第二实施例中的隔振件的隔振性能分析方法。包括步骤S21～S28。

步骤S21，获取任意一个隔振件在任意一个方向上的刚度和主动侧的接附点的点迁移率以及被动侧接附点的电迁移率。所述方向为空间坐标轴中的x轴方向或y轴方向或z轴方向。

步骤S22，根据当前隔振件在当前方向上的主动侧的接附点的点迁移率计算预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第一声压级。所述第一声压级计算公式为：

其中，为经过归一化处理后的当前隔振件的主动侧的点迁移率，即根据仿真分析得到或者测试得到单位力作用下产生的速度导纳，单位为m.s^-1.N^-1。

步骤S23，绘制所述第一声压级随着所述频率变化的曲线，得到第一声压/频率曲线。如图3中虚线所示，在频率为0～800Hz范围内，第一声压随着频率变化的曲线。

步骤S24，根据所述当前隔振件的被动侧的接附点的点迁移率计算预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第二声压级。所述第二声压级计算公式为：

其中，为经过归一化处理后的当前隔振件被动侧的点迁移率，即根据仿真分析得到或者测试得到单位力作用下产生的速度导纳，单位为m·s^-1·N^-1。

步骤S25，绘制所述第二声压级随着所述频率变化的曲线，得到第二声压/频率曲线。第二声压/频率曲线如图3中点划曲线所示。

步骤S26，根据所述当前隔振件的刚度计算所述预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第三声压级。所示第三声压级的计算公式为：

其中，f为频率，单位s^-1，k为频率f下的当前隔振件的刚度，单位N·m^-1。计算得到第一声压级、第二声压级和第三声压级均要求单位统一。

步骤S27，绘制所述第三声压级减去目标隔振量后的值随着所述频率变化的曲线，得到目标隔振曲线。该目标隔振量例如为20dB，得到的目标隔振曲线如图3中实线所示。

步骤S28，当所述第一声压/频率曲线、第二声压/频率曲线在所述目标隔振曲线的下方时，确定所述当前隔振件的隔振性能合格。

上述第一声压级、第二声压级和第三声压级均经过归一化处理。当主、被动侧接附点声压/频率曲线在目标隔振曲线下方时，隔振性能合格，满足隔振效果的需求。很多情况下，限于工程条件，比如要求隔振好时，可能刚度达不到要求，这时候就要求关注的频率下满足目标隔振量。如图3中，在合适的刚度下，隔振件在220～650Hz频率范围内，第一声压/频率曲线、第二声压/频率曲线在所述目标隔振曲线的下方时，则表示所述隔振件的隔振性能合格。

本实施例中可通过设置宏或函数即可实现查看各隔振件、各隔振方向的隔振量，结合各隔振件的目标隔振量，即可对其隔振性能进行评估，实现批量处理。

请参阅图4，为本发明第三实施例中的隔振件刚度确定方法，包括步骤S31～S33。

步骤S31，根据所述隔振件的主动侧的接附点的点迁移率计算预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第一声压级。

步骤S32，根据所述隔振件的被动侧的接附点的点迁移率计算预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第二声压级。

其中第一声压级和第二声压级的计算方法可参考本发明第二实施例，在此不再赘述。

步骤S33，根据所述多个第一声压级、所述多个第二声压级和目标隔振量计算所述隔振件的刚度。

进一步的，上述步骤中所述根据所述多个第一声压级、所述多个第二声压级和目标隔振量计算所述隔振件的刚度的步骤包括：

确定所述多个第一声压级和所述多个第二声压级中数值最大的声压级；

根据所述数值最大的声压级与目标隔振量的和计算所述隔振件的刚度。所述隔振件的刚度k计算公式为：

其中，SPL₃＝SPL_max+Δd，f表示频率，SPL_max为所述多个第一声压级和所述多个第二声压级中数值最大的声压级，Δd为目标隔振量。

本实施例中待设计的隔振件的刚度为未知，根据目标隔振量，算出满足要求的隔振件的声压级，即SPL₃。预设的频率范围为隔振件所要求的频率范围，在此频率范围内隔振性能要求合格，即要求隔振件的主动侧和被动侧的隔振量达到目标隔振量。通过确定隔振件主动侧和被动侧的接附点的声压级，即第一声压级和第二声压级，然后在同一频率下，将隔振件主和被动侧的接附点的声压级中数值最大一个加上目标隔振量，即可计算出隔振件的声压级SPL₃。再根据隔振件的声压级即可计算出达到目标隔振量的隔振件的刚度，根据计算出的隔振件的刚度设计满足要求的隔振件。

当根据预设频率范围内的接附点的声压级中最大的一个值计算得到的隔振件的刚度满足要求时，其他任意一个频率下的接附点的声压级计算出的隔振件的刚度必然也满足要求。

本实施例根据隔振件主或被动侧的接附点的声压级确定满足目标隔振量要求的隔振件的刚度，从而根据确定的刚度设计合理的隔振件。可实现对多隔振件刚度计算的批处理，从而实现对多种隔振件的设计指导。

本实施例与本发明第一实施例相比，第一实施例隔振件的刚度确定，判断隔振件是否满足隔振性能，而本实施例中隔振件的刚度未知，需要根据目标隔振量以及隔振件主和被动侧的接附点的声压级确定隔振件的刚度。

请参阅图5，为本发明第四实施例中的隔振件的隔振性能分析装置，包括第一计算模块100、第二计算模块200、第三计算模块300和确定模块400。

所述第一计算模块100用于根据所述隔振件的主动侧的接附点的点迁移率计算预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第一声压级。所述第一声压级计算公式为：

其中，为为经过归一化处理后的隔振件的主动侧的点迁移率，即根据仿真分析得到或者测试得到单位力作用下产生的速度导纳，单位为m.s^-1.N^-1。

所述第二计算模块200用于根据所述隔振件的被动侧的接附点的点迁移率计算预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第二声压级。所述第二声压级计算公式为：

其中，为为经过归一化处理后的隔振件被动侧的点迁移率，即根据仿真分析得到或者测试得到单位力作用下产生的速度导纳，单位为m·s^-1·N^-1。

所述第三计算模块300用于根据所述隔振件的刚度计算所述预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第三声压级。所示第三声压的计算公式为：

其中，f频率，单位s^-1，k为相应频率下的隔振件的刚度，单位N·m^-1。

所述确定模块400用于当所述多个第三声压级分别与对应频率的所述第一声压级的差值，以及所述多个第三声压级分别与对应频率的所述第二声压级的差值均大于目标隔振量时，确定所述隔振件的隔振性能合格。

进一步的，如图6所示，所述确定模块400包括：

绘制模块410，用于绘制所述第一声压级随着所述频率变化的曲线，得到第一声压/频率曲线，绘制所述第二声压级随着所述频率变化的曲线，得到第二声压/频率曲线，以及绘制所述第三声压级减去所述目标隔振量后的值随着所述频率变化的曲线，得到目标隔振曲线；

确定子模块420，用于当所述第一声压/频率曲线、第二声压/频率曲线在所述目标隔振曲线的下方时，确定所述隔振件的隔振性能合格。

根据所述第一声压级计算公式和第二声压级计算公式分别计算隔振件主动侧接附点、隔振件被动侧接附点的声压级，绘制两条声压/频率曲线。根据隔振件刚度计算第三声压级，并根据第三声压级和目标隔振量绘制目标隔振曲线。当在隔着件要求的频率范围内，第一声压/频率曲线和第二声压/频率曲线均在目标隔振曲线下方时，则说明在该频率范围内隔振件的隔振性能合格。通过曲线图能够直观的判断该隔振件的隔振性能。

请参阅图7，为本发明第五实施例中的隔振件的刚度确定装置，包括：

第一计算模块100，用于根据所述隔振件的主动侧的接附点的点迁移率计算预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第一声压级；

第二计算模块200，用于根据所述隔振件的被动侧的接附点的点迁移率计算预设的频率范围内每个所述频率对应的声压级，得到多个第二声压级；

第四计算模块500，用于根据所述多个第一声压级、所述多个第二声压级和目标隔振量计算所述隔振件的刚度。

进一步的，如图8所示，所述第四计算模块500包括：

查询模块510，用于查询所述多个第一声压级和所述多个第二声压级中数值最大的声压级；

第四计算子模块520，用于根据所述数值最大的声压级与目标隔振量的和计算所述隔振件的刚度。

进一步的，所述隔振件的刚度的计算公式为：

其中，SPL₃＝SPL_max+Δd，f表示频率，SPL_max为所述多个第一声压级和所述多个第二声压级中数值最大的声压级，Δd为目标隔振量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。