汽車阻尼板結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，尤其涉及汽車阻尼板結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車阻尼板主要作用是減振降噪。傳統(tǒng)汽車阻尼板設(shè)計主要依賴設(shè)計人員的經(jīng)驗，現(xiàn)有技術(shù)中一般都是通過對結(jié)構(gòu)數(shù)模設(shè)計完成后的阻尼板進(jìn)行NVH性能仿真校核，如不滿足再進(jìn)行進(jìn)一步的加強(qiáng)優(yōu)化，雖然也有文獻(xiàn)通過對應(yīng)變能分析或貢獻(xiàn)分析對阻尼進(jìn)行了位置和面積的優(yōu)化設(shè)計，不過還沒有關(guān)于阻尼板材料、厚度優(yōu)化設(shè)計方面的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種汽車阻尼板結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法。
[0004]本發(fā)明提供了一種汽車阻尼板結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法，包括如下步驟:
A.建立白車身模態(tài)分析有限元模型，建立基于Trimbody的NTF、VTF模型；
B.包括計算鈑金模態(tài)步驟和計算鈑金聲功率步驟，在所述計算鈑金模態(tài)步驟中，計算輸出鈑金模態(tài)應(yīng)變能疊加云圖，然后確定阻尼板布置范圍，確定阻尼材料1、厚度I ;在所述計算鈑金聲功率步驟中，計算鈑金聲功率損失，然后確定阻尼板材料2、厚度2 ;
C.根據(jù)低頻鈑金模態(tài)應(yīng)變能疊加云圖和中頻鈑金聲功率損失結(jié)果，通過并聯(lián)耦合設(shè)計初步確定阻尼板材料和厚度；
D.進(jìn)行基于成本、性能和工藝的輕量化選擇設(shè)計，確定阻尼板材料和厚度；
E.進(jìn)行鈑金和阻尼板整體形貌優(yōu)化設(shè)計；
F.整車NVH性能仿真校核，判斷是否滿足設(shè)計要求，若是，那么執(zhí)行步驟G，否則執(zhí)行步驟B ;
G.完成阻尼板初步設(shè)計，通過整車樣車試驗仿真對標(biāo)，校正有限元模型，如試驗結(jié)果不滿足NVH設(shè)計目標(biāo)要求，則通過校正后的模型對阻尼板進(jìn)行繼續(xù)優(yōu)化，直至滿足設(shè)計目標(biāo)。
[0005]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述步驟B中，在計算鈑金模態(tài)步驟中，對覆蓋面大的考察區(qū)域的鈑金模態(tài)分析，輸出應(yīng)變能，并考慮權(quán)重進(jìn)行應(yīng)變能疊加分析，輸出應(yīng)變能疊加后的分布云圖，然后根據(jù)鈑金模態(tài)應(yīng)變能疊加云圖，確定阻尼板布置范圍。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述步驟D中，通過進(jìn)行基于整車NVH定位、成本和工藝，綜合考慮阻尼板材料類型、厚度、性能參數(shù)等輕量化影響因素，對阻尼板進(jìn)行選擇設(shè)計，最終確定阻尼板材料和厚度。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述步驟E中，確定阻尼板范圍、材料和厚度后，以NVH性能為約束函數(shù)，以質(zhì)量最小為目標(biāo)函數(shù)，對鈑金和阻尼板進(jìn)行整體形貌優(yōu)化設(shè)計。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，覆蓋面大的考察區(qū)域包括地板、前隔板、頂蓋、前后輪罩、側(cè)圍外板、側(cè)門、尾門。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過對阻尼板應(yīng)變能疊加分析和聲功率損失的并聯(lián)耦合模式設(shè)計，對阻尼板的材料、厚度、布置進(jìn)行設(shè)計，然后通過對鈑金和阻尼板進(jìn)行整體形貌優(yōu)化，在滿足NVH性能的前提下實現(xiàn)了阻尼板的輕量化設(shè)計。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的方法流程圖。
[0011]圖2是本發(fā)明的地板模態(tài)應(yīng)變能疊加分布云圖。
[0012]圖3是本發(fā)明的地板阻尼板布置范圍。
[0013]圖4是地板無阻尼時的聲功率損失圖。
[0014]圖5是地板與阻尼板的整體形貌優(yōu)化設(shè)計圖。
[0015]圖6是阻尼板原方案設(shè)計圖。
[0016]圖7是阻尼板優(yōu)化方案設(shè)計圖。
[0017]圖8是地板阻尼板優(yōu)化前后聲功率損失結(jié)果對比圖。
[0018]圖9是阻尼板優(yōu)化前后NTF結(jié)果對比圖。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明公開了一種汽車阻尼板結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法，包括如下步驟:
A.建立白車身模態(tài)分析有限元模型，建立基于Trimbody的NTF、VTF模型；
B.包括計算鈑金模態(tài)步驟和計算鈑金聲功率步驟，在所述計算鈑金模態(tài)步驟中，計算輸出鈑金模態(tài)應(yīng)變能疊加云圖，然后確定阻尼板布置范圍，確定阻尼材料1、厚度I ;在所述計算鈑金聲功率步驟中，計算鈑金聲功率損失，然后確定阻尼板材料2、厚度2 ;
C.根據(jù)低頻鈑金模態(tài)應(yīng)變能疊加云圖和中頻鈑金聲功率損失結(jié)果，通過并聯(lián)耦合設(shè)計初步確定阻尼板材料和厚度；
D.基于整車NVH定位、成本和工藝，綜合考慮阻尼板材料類型、厚度、性能參數(shù)等輕量化影響因素，對阻尼板進(jìn)行選擇設(shè)計，最終確定阻尼板材料和厚度；
E.進(jìn)行鈑金和阻尼板整體形貌優(yōu)化設(shè)計；
F.整車NVH性能仿真校核，判斷是否滿足設(shè)計要求，若是，那么執(zhí)行步驟G，否則執(zhí)行步驟B ;
G.完成阻尼板初步設(shè)計，通過整車樣車試驗仿真對標(biāo)，校正有限元模型，如試驗結(jié)果不滿足NVH設(shè)計目標(biāo)要求，則通過校正后的模型對阻尼板進(jìn)行繼續(xù)優(yōu)化，直至滿足設(shè)計目標(biāo)。
[0020]本發(fā)明汽車阻尼板結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法針對傳統(tǒng)阻尼板主要依賴設(shè)計人員的經(jīng)驗進(jìn)行設(shè)計的局限性，本發(fā)明首先計算地板、頂蓋、前隔板等考察區(qū)域的模態(tài)應(yīng)變能貢獻(xiàn)量分布，根據(jù)模態(tài)應(yīng)變能疊加云圖和鈑金聲功率損失結(jié)果初步確定阻尼板材料和厚度，通過基于成本、性能和工藝的輕量化選擇設(shè)計，初步確定阻尼材料的結(jié)構(gòu)形狀、厚度和布置，然后對鈑金和阻尼板進(jìn)行整體形貌優(yōu)化設(shè)計并經(jīng)NVH仿真校核驗證，解決了阻尼板設(shè)計主要依靠設(shè)計人員經(jīng)驗的局限性問題以及阻尼板材料、厚度設(shè)計問題。作為本發(fā)明的一個實施例，如圖1所示，包括如下步驟:
1.首先建立白車身模態(tài)分析有限元模型，建立基于Trimbody的NTF、VTF模型；
2.分別對覆蓋面較大的考察區(qū)域(包括地板、前隔板、頂蓋、前后輪罩、側(cè)圍外板、側(cè)門、尾門)進(jìn)行鈑金模態(tài)分析，輸出應(yīng)變能，并考慮權(quán)重進(jìn)行應(yīng)變能疊加分析，輸出應(yīng)變能疊加后的分布云圖； 3.根據(jù)鈑金模態(tài)應(yīng)變能疊加云圖，確定阻尼板布置范圍；
4.根據(jù)低頻鈑金模態(tài)應(yīng)變能疊加云圖和中頻鈑金聲功率損失結(jié)果，通過并聯(lián)耦合設(shè)計初步確定阻尼板材料和厚度；
5.進(jìn)行基于成本、性能和工藝的輕量化選擇設(shè)計，基于整車NVH定位、成本和工藝，綜合考慮阻尼板材料類型、厚度、性能參數(shù)等輕量化影響因素，對阻尼板進(jìn)行選擇設(shè)計，最終確定阻尼板材料和厚度；
6.確定阻尼板范圍、材料和厚度后，以NVH性能為約束函數(shù)，以質(zhì)量最小為目標(biāo)函數(shù)，對鈑金和阻尼板進(jìn)行整體形貌優(yōu)化設(shè)計；
7.進(jìn)行NVH性能仿真校核，如不滿足，則對阻尼板布置范圍、材料和厚度進(jìn)行繼續(xù)優(yōu)化；
8.完成仿真校核后，通過整車樣車試驗仿真對標(biāo)，校正有限元模型，如試驗結(jié)果不滿足NVH設(shè)計目標(biāo)要求，則對校正后的模型對阻尼板進(jìn)行繼續(xù)優(yōu)化，直至滿足設(shè)計目標(biāo)。
[0021]下面以某車型阻尼板的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計為例進(jìn)行說明:
1.阻尼板布置設(shè)計:
建立白車身模態(tài)分析模型，計算模型低頻范圍(一般為O到200Hz)的應(yīng)變能，并考慮權(quán)重進(jìn)行應(yīng)變能疊加分析，輸出鈑金(包括地板、前隔板、頂蓋、輪罩內(nèi)板等考察板)的應(yīng)變能疊加后的分布云圖(圖2)，并初步確定阻尼板的布置范圍(圖3)。
[0022]2.阻尼板材料和厚度設(shè)計:
根據(jù)鈑金應(yīng)變能疊加云圖結(jié)果，阻尼板材料初定熱熔型和熱磁型，厚度不小于2_。計算鈑金的中頻范圍內(nèi)