一种基于声线法的电动车低速提示音仿真分析方法与流程

本发明属于汽车，具体涉及一种基于声线法的电动车低速提示音仿真分析方法。

背景技术：

1、电动车低速提示音是通过布置在车辆前后方的扬声器发出警示音，能够在电动车低速行驶过程中对周边行人进行提示作用，电动车低速提示音是国家强制法规项。在低速提示音设计开发过程中，通常需要在试制样车或骡子车阶段，通过实车试验方式进行评价。由于无法在设计初期进行性能评估，会造成开发周期长、设计变更成本高的风险。而采用仿真分析方法对低速提示音的性能进行计算，在试制车下线前进行风险评估，可以有效缩短开发周期和减低开发成本。

2、由于需要模拟扬声器从前机舱到车外的频响结果。现有的仿真方法如有限元法等不能完全满足要求。使用有限元方法需要将机舱内相关结构建立结构有限元模型，另外需要将机舱内和机舱外传播路径的空气建立实体的流体有限元模型。这样会造成整个模型节点自由度较多，计算量巨大。同时，由于人耳的听觉频率范围是20-20000hz，对于如此宽泛的频率范围采用有限元方法，需要有限元网格尺寸非常小才能满足精度要求，对计算资源要求极高，计算效率也极低。

技术实现思路

1、针对现有技术中的仿真方法中存在的计算量巨大等问题，本发明提供了一种基于声线法的电动车低速提示音仿真分析方法，该仿真分析方法采用声线法进行电动车低速提示音频响结果的仿真分析，适用于20-20000hz频段的计算；具体是在simcenter 3d环境下，根据扬声器实际安装情况建立模型，计算从机舱扬声器声源传递到车外声场对应位置的频率响应分析方法。

2、本发明通过如下技术方案实现：

3、一种基于声线法的电动车低速提示音仿真分析方法，具体包括如下步骤：

4、s1、采用声线法对机舱网格及车外声场建模，并分别施加边界条件；

5、s2、按照扬声器的数量及位置设置多个激励点，设置响应点位置和低速提示音声场仿真分析工况后，对多个激励点分别在白噪声激励下进行频响试验和指向性试验；

6、s3、对步骤s2获得的频响试验数据和指向性试验数据分别进行计算，并得到声场云图和声线；

7、s4、对步骤s3的计算结果进行评价，判断是否达到预期效果；若不满足低速提示音的性能要求，则调整扬声器位置和角度或调整扬声器数量的方式优化计算结果。

8、进一步地，步骤s1中机舱网格建模，具体包括如下内容：

9、机舱网格包括动力总成网格、冷却风扇网格、悬架网格、外饰护板网格；机舱网格均采用2维模型，网格大小5mm-10mm。

10、进一步地，所述动力总成网格、冷却风扇网格、悬架网格、外饰护板网格的质量遵循如下原则：

11、a、四边形单元quad＞95％，三角形单元tria＜5％；

12、b、单元最小尺寸为3mm，最大尺寸为5mm，平均尺寸为4mm；

13、c、95％单元warpage＜7deg，全部单元warpage＜10deg；

14、d、95％单元aspect＜5，全部单元aspect＜7；

15、e、95％单元skew＜30deg，全部单元skew＜40deg；

16、f、95％单元jacobian＜0.7，全部单元jacobian＜0.3；

17、g、95％单元taper＜0.7，全部单元taper＜0.8；

18、h、inner angle:quads min angle＞45deg，max angle＜135deg，trias minangle＞30deg，max angle＜120deg。

19、进一步地，步骤s1中车外声场建模，具体包括如下内容：

20、车外声场采用2维平面四边形网格，网格大小为10mm-50mm，网格尺寸可根据响应点位置调整，以响应点所在x-y平面作为平面场点。

21、进一步地，步骤s1中，机舱吸声材料的位置施加吸声系数；动力总成网格及悬架网格边缘施加衍射边界条件。

22、进一步地，步骤s2中，所述频响试验为多个激励点在白噪声激励下扬声器单元正前方1m处得到的频率响应曲线，频率间隔等于10hz。

23、进一步地，步骤s2中，所述指向性试验如下：在全消声室内将扬声器布置在平面障板上，传声器布置在环形支架上，调整传声器与扬声器正面的角度，测试获得各个位置和角度的声压，从而得到指向性数据。

24、进一步地，所述环形支架与扬声器的距离为0.5m、1m、1.5m、2m；所述角度包括含0°、30°、45°、60°、90°。

25、进一步地，步骤s2中，低速提示音声场仿真分析工况设置如下：

26、a、频响分析频段为20hz～20000hz，1/3倍频程；

27、b、结构模态以及声腔模态分析频率上限是频响分析频率上限的2倍；

28、c、最大声线反射数设置为4，最大路径设置为3米。

29、与现有技术相比，本发明的优点如下：

30、(1)、本发明的一种基于声线法的电动车低速提示音仿真分析方法，相比于有限元方法，声线法不需要使用大量实体网格，计算速度获得较大提高；

31、(2)、由于声线法具有追踪性、特别适合于直观的追踪声源至响应处的传递路径，从而更好的进行方案优化；

32、(3)、采用本发明的仿真分析方法，可以提高仿真精度，提高设计效率，降低低速提示音相关开发成本。

技术特征：

1.一种基于声线法的电动车低速提示音仿真分析方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于声线法的电动车低速提示音仿真分析方法，其特征在于，步骤s1中机舱网格建模，具体包括如下内容：

3.如权利要求2所述的一种基于声线法的电动车低速提示音仿真分析方法，其特征在于，所述动力总成网格、冷却风扇网格、悬架网格、外饰护板网格的质量遵循如下原则：

4.如权利要求1所述的一种基于声线法的电动车低速提示音仿真分析方法，其特征在于，步骤s1中车外声场建模，具体包括如下内容：

5.如权利要求1所述的一种基于声线法的电动车低速提示音仿真分析方法，其特征在于，步骤s1中，机舱吸声材料的位置施加吸声系数；动力总成网格及悬架网格边缘施加衍射边界条件。

6.如权利要求1所述的一种基于声线法的电动车低速提示音仿真分析方法，其特征在于，步骤s2中，所述频响试验为多个激励点在白噪声激励下扬声器单元正前方1m处得到的频率响应曲线，频率间隔等于10hz。

7.如权利要求1所述的一种基于声线法的电动车低速提示音仿真分析方法，其特征在于，步骤s2中，所述指向性试验如下：在全消声室内将扬声器布置在平面障板上，传声器布置在环形支架上，调整传声器与扬声器正面的角度，测试获得各个位置和角度的声压，从而得到指向性数据。

8.如权利要求7所述的一种基于声线法的电动车低速提示音仿真分析方法，其特征在于，所述环形支架与扬声器的距离为0.5m、1m、1.5m、2m；所述角度包括含0°、30°、45°、60°、90°。

9.如权利要求1所述的一种基于声线法的电动车低速提示音仿真分析方法，其特征在于，步骤s2中，低速提示音声场仿真分析工况设置如下：

技术总结
本发明公开了一种基于声线法的电动车低速提示音仿真分析方法，属于汽车技术领域，包括：采用声线法对机舱网格及车外场建模；激励载荷与边界条件设置；计算响应点的频率响应、场点网格上的声压云图及声线；优化设计；对计算结果进行评价，判断是否达到预期效果；若不满足低速提示音的性能要求，则调整扬声器位置和角度或调整扬声器数量的方式优化计算结果。该仿真分析方法采用声线法进行电动车低速提示音频响结果的仿真分析，适用于20‑20000Hz频段的计算；具体是在simcenter 3D环境下，根据扬声器实际安装情况建立模型，计算从机舱扬声器声源传递到车外声场对应位置的频率响应分析方法。

技术研发人员：陈曦,宋雨,许京,吴健,马文婷
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16