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CAE在整车异响开发中的应用

异响开发有系统的管控措施，如间隙检查、材料兼容性检查、运动包络检

查等，传统的异响开发较大程度地依赖于经验和大量的数据库。随着技术的发

展，仿真方法在异响开发中也越来越广泛，有前期可预判一定的风险，降低后

续异响问题的概率，也在一定程度上减小后续一定的试验或测试过程。

1汽车异响的主要分类

异响是一种有规律的声音，若只是偶然的声音，这种现象一般不被称为异

响。异响（BSR，分别是Buzz、SqueakandRattle）是由于结构本身共振或两个

部件相接触（摩擦或碰撞）而产生的不悦耳的噪声。Buzz可以看作是结构共振

而发出的声音，Squeak主要是两件物体相互摩擦发出的声音，Rattle是由于两

个条件相互碰撞发出的声音，一般情况下异响主要是指SR。

根据异响产生的机理一般可以分为以下三类：

（1）敲击声（Rattle）：相邻部件之间撞击产生的咔嗒声；

（2）摩擦声（Squeak）：物体表面接触滑动、摩擦产生的吱吱的尖锐声；

（3）振动声（Buzz）：结构振动或共振发出的嗡嗡的声音。

2传统汽车异响的开发方法

在汽车传统异响开发过程中，如前期数据校核、间隙检查、刚度分析及模

态分析等，后期一般会进行一些试验，如台架试验、整车台架异响测试和整车

实车异响测试等。

图2零部件台架异响测试

图3整车台架异响测试

图4整车路面异响测试

3异响仿真方法概述

通过进行系统或零部件进行仿真分析，可以在一定程度上预测异响产生的

位置。较为常见的CAE分析方法有：

（1）进行系统或零部件的模态、刚度及变形分析，对模态频率进行规划，

避免耦合共振；控制整体刚度（如车身弯曲刚度及扭转刚度）以及局部刚度

（如车门框变形）等。车身整车刚度，如扭转刚度对整车异响有着非常重要的影

响，一般在车身开发前期对扭转刚度有着严格的控制。

图5车身扭转刚度分析图

（2）通过施加采集的实际路面载荷进行振动分析，得到连接点的响应（如

仪表板卡扣、螺栓连接部位及一些关键部位等），根据分析结果来判断异响产生

的可能性。一般情况下，车身内饰件与钣金连接点灵敏度参考值为小于0.25

（mm/s/N），仪表板内部连接点灵敏度参考值为小于0.4（mm/s/N），这样异响

发生的可能性比较小。

图6车身灵敏度异响图

（3）利用专业的异响分析工具（如Altair的SnRD软件）进行异响分析，如

IP、Console、Door及Body等，根据异响产生的机理进行结果分析及优化，进

而降低异响产生的概率。随着仿真的介入，异响开发在前期可以进行大量的分

析优化工作，进而在前期就可预测异响风险位置及发生的概率，也可大大减少

后期的测试周期。

4异响SR相关理论

（1）Rattle异响主要是两个件相对运动，异响产生的概率大小与相对位移

是否超过间隙等有关；

（2）Squeak异响主要是两件物体接触且有相对运动，异响产生的概率大小

与材料特性、压力、温度、速度、湿度等因素有关。

5异响SR分析一般流程

SR分析需要一定的数据准备和参数输入，同时还需要通过一定的测试方

法得到一些参数。Altair专用的异响分析工具SnRD一般分析流程见图7所示。

1、SR分析的一般流程

图7SR分析一般流程

2、CAE分析一般输入需求

（1）需要进行分析异响的完整的三维数据（如IP或Console等）；

（2）详细的BOM清单（包含材料、厚度、质量及质心）；

（3）相关的材料参数，如弹性模量、密度、泊松比等；

（4）模型中的卡扣和缓冲块的刚度信息；

（5）零件或系统的DTS文件等。

3、SR分析后处理

通过进行SR分析，可以得到Rattle及Squeak分析结果，根据分析结果进

行相应的分析及优化。

4、小结

（1）根据SR分析结果，可进行一些灵敏度分析及响应研究，找出哪些地

方对结果贡献较大，并进行初步的方案尝试，验证改善效果；

（2）在SR分析过程，需要进行一定的测试