一种用于整车NVH有限元模型标定方法与流程

本发明涉及汽车，具体涉及nvh技术。

背景技术：

1、基于整车nvh有限元模型对车辆的整车路噪、加速、怠速、刚度等性能进行分析、优化和管控，已成为车辆开发过程中不可或缺的技术手段，直接决定了整车nvh性能的优劣。

2、整车nvh有限元模型通常可以分为两个部分：一是包含轮胎、悬架、方向盘等在内的底盘模型；另一个是包含白车身、四门两盖、天窗等在内的车身模型。整车nvh有限元模型搭建是一个复杂的过程，包括底盘、车身各零部件之间以及车身与底盘之间连接设置的合理性、参数设置的正确性等都决定了整车模型的精度，而精度又决定了仿真结果的可靠性，影响着整车性能的开发。整车nvh模型建模的正确与否通常是通过30hz以下的整车模态特征来判断，特别是悬架的特征模态，只要关注的悬架模态出现在经验范围内，就可认为创建的整车模型满足要求。通过这种方式创建的整车模型，主要依赖于工程师的经验，且分析得到的某些特征模态只能保证出现了该阶模态，不能保证模态的频率值与实车模态频率值相比是否分布在了合理的误差范围内，难以保证整车模型的精度，因此对于整车nvh性能的分析和优化只能起指导的作用，不能作为判断性能达标的依据，急需改善这种现状。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于整车nvh有限元模型标定方法，以解决现有的用于分析整车nvh有限元模型不能保证模态的频率值与实车模态频率值相比是否分布在了合理的误差范围内的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种用于整车nvh有限元模型标定方法，方法具体为：

4、搭建整车nvh有限元模型和实车模型；

5、在实车模型的轮辋和整车nvh有限元模型的轮辋上的相同位置施加激励，所述实车模型和整车nvh有限元模型的激励的振动特性相同，所述振动特性包括振幅、频率和方向；

6、对比所述整车nvh有限元模型的响应点的振动频率峰值与实车模型的响应点的振动频率峰值，获得精度值，所述精度值为所述整车nvh有限元模型的响应点的振动频率峰值与实车模型的响应点的振动频率峰值的的偏差，所述整车nvh有限元模型的响应点与实车模型的响应点相对应；

7、若精度值未位于精度范围以内，则调整所述整车nvh有限元模型，直至所述精度值不超过阈值。

8、进一步，所述激励为动不平衡力、动不平衡力矩、纵向力或者垂向力，所述纵向力为x方向的力，所述垂向力为z方向的力。

9、进一步，在所述实车模型上，所述纵向力和垂向力的施加方式为：在所述实车模型上设置粘贴质量块和第一质量块，所述第一质量块固定在轮辋上，所述粘贴质量块通过激励加载装置连接至轮辋上，使得轮辋转动时，所述粘贴质量块的转动方向与轮辋的转动方向相反，所述粘贴质量块的质量、旋转半径和所述第一质量块的质量、旋转半径的关系如下：

10、

11、式中m1和m2分别为第一质量块和粘贴质量块的质量；r1和r2分别为第一质量块和粘贴质量块的转动半径；

12、当施加纵向力时，所述第一质量块的转动半径的径向方向与粘贴质量块的转动半径的径向方向的初始位置均为x方向；当施加垂向力时，所述第一质量块的转动半径的径向方向与粘贴质量块的转动半径的径向方向的初始位置均为z方向。

13、进一步，所述激励加载装置包括输入轴和输出轴，所述输入轴与实车模型的轮辋连接，用于传递扭矩，所述输出轴上连接有所述粘贴质量块，所述输入轴与输出轴之间通过行星齿轮连接，所述行星齿轮用于将所述输入轴的扭矩传递至输出轴，使得所述输入轴和输出轴转动的方向相反。

14、进一步，在所述实车模型的轮辋上施加同相位的动不平衡力的方式为：在所述实车模型的轮辋上固定有质量相同的第二质量块和第三质量块，两者均位于所述轮辋的内圆周上，在轮辋的轴向方向上，所述第二质量块位于轮辋的内侧，所述第三质量块位于轮辋的外侧，所述第二质量块和第三质量块均位于z方向的顶部或者底部，所述第二质量块和第三质量块至轮辋轴线的中垂线的垂直距离相等。

15、进一步，在所述实车模型的轮辋上施加同相位的动不平衡力的方式为：在所述实车模型的轮辋上固定有质量相同的第二质量块和第三质量块，两者均位于所述轮辋的内圆周上，在轮辋的轴向方向上，所述第二质量块位于轮辋的内侧，所述第三质量块位于轮辋的外侧，所述第二质量块和第三质量块分别位于z方向的顶部和底部，所述第二质量块和第三质量块至轮辋轴线的中垂线的垂直距离相等。

16、进一步，在所述整车nvh有限元模型上设置所述激励加载装置的有限元模型，所述激励加载装置的有限元模型包括行星齿轮箱，所述行星齿轮箱的壳体的运动被约束。

17、本发明的有益效果：

18、本发明通过仿真结果与试验结果的对比，由对比结果对整车nvh有限元模型的连接方式、参数进行更新，得到高精度的仿真模型，以实现仿真精度的提升的目的，对于整车nvh性能的精准仿真具有重要的意义，同时具有通用性强，系统全面、简便易操作等效果，适用于所有车型的整车nvh有限元模型标定。

技术特征：

1.一种用于整车nvh有限元模型标定方法，其特征在于：方法具体为：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述激励为动不平衡力、动不平衡力矩、纵向力或者垂向力，所述纵向力为x方向的力，所述垂向力为z方向的力。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在所述实车模型上，所述纵向力和垂向力的施加方式为：在所述实车模型上设置粘贴质量块和第一质量块，所述第一质量块固定在轮辋上，所述粘贴质量块通过激励加载装置连接至轮辋上，使得轮辋转动时，所述粘贴质量块的转动方向与轮辋的转动方向相反，所述粘贴质量块的质量、旋转半径和所述第一质量块的质量、旋转半径的关系如下：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述激励加载装置包括输入轴和输出轴，所述输入轴与实车模型的轮辋连接，用于传递扭矩，所述输出轴上连接有所述粘贴质量块，所述输入轴与输出轴之间通过行星齿轮连接，所述行星齿轮用于将所述输入轴的扭矩传递至输出轴，使得所述输入轴和输出轴转动的方向相反。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在所述实车模型的轮辋上施加同相位的动不平衡力的方式为：在所述实车模型的轮辋上固定有质量相同的第二质量块和第三质量块，两者均位于所述轮辋的内圆周上，在轮辋的轴向方向上，所述第二质量块位于轮辋的内侧，所述第三质量块位于轮辋的外侧，所述第二质量块和第三质量块均位于z方向的顶部或者底部，所述第二质量块和第三质量块至轮辋轴线的中垂线的垂直距离相等。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在所述实车模型的轮辋上施加同相位的动不平衡力的方式为：在所述实车模型的轮辋上固定有质量相同的第二质量块和第三质量块，两者均位于所述轮辋的内圆周上，在轮辋的轴向方向上，所述第二质量块位于轮辋的内侧，所述第三质量块位于轮辋的外侧，所述第二质量块和第三质量块分别位于z方向的顶部和底部，所述第二质量块和第三质量块至轮辋轴线的中垂线的垂直距离相等。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在所述整车nvh有限元模型上设置所述激励加载装置的有限元模型，所述激励加载装置的有限元模型包括行星齿轮箱，所述行星齿轮箱的壳体的运动被约束。

技术总结
本发明涉及一种用于整车NVH有限元模型标定方法，方法具体为：搭建整车NVH有限元模型和实车模型；在实车模型的轮辋和整车NVH有限元模型的轮辋上的相同位置施加激励，所述实车模型和整车NVH有限元模型的激励的振动特性相同，所述振动特性包括振幅、频率和方向；对比所述整车NVH有限元模型的响应点的振动频率峰值与实车模型的响应点的振动频率峰值，获得精度值；若所述精度值未位于精度范围以内，则调整所述整车NVH有限元模型，直至所述精度值不超过阈值。本发明通过仿真结果与试验结果的对比，由对比结果对整车NVH有限元模型的连接方式、参数进行更新，得到高精度的仿真模型，以实现仿真精度的提升的目的，对于整车NVH性能的精准仿真具有重要的意义。

技术研发人员：张森,李红丽,张松波
受保护的技术使用者：重庆长安汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13