CAE在汽车车身NVH设计及优化中的应用.doc

CAE在汽车车身NVH设计及优化中的应用 东北大学车辆工程1002班白国【摘 要】 本文阐述了在轿车开发过程中，如何应用CAE分析技术提高整车的NVH性能，并运用CAE技术对某轿车进行了结构分析与优化设计。基于数模建立有限元模型后，用CDH/AMLS软件结合NASTRAN软件计算了车体及车室内流体固有模态，运用流固耦合技术获得激励下的车体振动及车室内声学特性结果，用CDH/VAO软件对车身结构不合理之处进行了优化，实现了满足目标要求的NVH性能。 【关键词】 CAE NVH CDH 优化 有限元法 汽车 Application in NVH Design and Optimization of Car with CAE Techlonogy Abstract: This paper expatiates how to improve the NVH performance with CAE technology, and it has been used for the analysis about structure and the optimization about car design in a passenger vehicle. Created the FEA modal based on the CAD modal, then calculated the inherent modal and interior fluid of vehicle body with CDH/AMLS software combining NASTRAN software. Got the results of body vibration and indoor acoustic characteristics under the power with solid-fluid interaction technology, and optimized the unreasonable structures of body with CDH/VAO software, achieved the better NVH performance to meet the target requirements. Key words: CAE, NVH, CDH, Optimize, FEM, Car 目录 1 综述 0 2 模态分析 0 3 车身怠速振动分析 1 3.1 计算用模型 1 3.2 激振力 1 3.3 评价点 1 3.4 计算结果 2 3.5 对结果的评价 3 4 车室内噪声灵敏度分析 3 4.1 计算所用结构和声腔模型 3 4.2 评价点 3 4.3 载荷 3 4.4 计算结果 3 4.5 对结果的评价 4 4.6 对车身结构的改进 4 5 结论 7 参考文献 8 1 综述 相对于CAE在车身强度、刚度领域内的应用，NVH的CAE技术在中国起步比较晚，NVH的建模方法以及计算方法还处于摸索阶段。但随着计算机的能力及容量的越来越强大，软件技术的成熟，计算结果的精度越来越高，计算方法越来越科学，CAE在汽车的NVH开发设计当中所发挥的作用也越来越大。在汽车开发设计的初期，就已经开始了NVH的各项规划，甚至在样车完成之前或设计图纸完成之前，通过对现有车型的对比，就可以预先得到新开发车型的NVH性能指标，并在此基础上，对设计的各个环节加以优化及完善。无论是从设计成本上，还是从开发周期上考虑，都为车厂更快、更好地开发出新一代车型来提供了强有力的保障。可以预测，NVH的CAE技术，在汽车设计开发及改进领域内的应用会越来越广泛，而其本身也会越来越成熟，成为人们进行汽车设计开发所不可或缺的工具[1,3]。 2 模态分析 对白车身进行模态分析，求得结构的固有频率和振型，从而了解结构的动态特性。获得车身的模态有试验和有限元计算两种方法。而在样车制造出来这前，有限元法是最常用的一种方法，根据目前成熟的软件以及对材料物理特性知识的掌握，利用有限元法计算得到的车身模态值，与试验测试结果相比，可以控制5%的误差范围内[1]。我们采用NASTRAN软件配合CDH/AMLS软件，后者可以在保证精度的前提下加速模态计算[2]。模态计算后结果评价的过程中，评价的目标值来源于参考车的试验数据及CAE分析结果，开发车级别以及竞争车型的相关数据，并与厂商协商后最终确定值。白车身有限元模型如图1所示，固有频率和对应振型如表1所示，车身一阶扭转如图2所示，车身一阶弯曲如图3所示。 表1