Actran汽车声学包仿真.docxVIP

基于有限元与统计能量法的

汽车声学包仿真分析

周泽

动力学

结构

MSCApex

Adams

流体非线性

多学科多物理场仿真功能

在设计和工程价值链的不同阶段准确模拟

各种产品和系统

声学

成本

Forming

Suite

制造

Virtual

TestDrive

自动驾驶

Digimat

材料

目录

1

车内声学内饰的减振降噪作用

吸声，隔声，减振

仿真方法选择

2

有限元方法、统计能量方法

3

Actran有限元方法

部件级仿真整车中低频仿真

4

ActranSEA方法

整车中高频仿真方法

总结

5

MSC声学内饰方案的特点及优势

3||fft.be

车内的声学内饰

?声学内饰被应用于汽车NVH开发中

?对声学性能的改善起到主要作用

?声学包的设计：

?材料和厚度

?铺设的位置

?轻量化和成本的控制

4||fft.be

声学内饰的吸声作用

?声学内饰件一般是多层材料的复合结构

吸声

声

?内饰材料为具有开放的孔隙

?车内空气可以与内饰材料内的空气连通

?入射波会被部分反射、部分吸收

5||fft.be

声学内饰的隔声作用

隔声阻尼

声

?内饰贴合在结构上，附加了随频率变化的阻尼

?声学内饰改变了结构向声腔辐射的方式，起到

了隔声作用

6||fft.be

阻尼材料在整车上的应用

?整车及系统部件阻尼片/涂层用于金属壁板振动减振以抑制结构声向车内传播

沥青阻尼片丁青橡胶阻尼片

（自由阻尼，较厚，高分子量大）

（宽频减振，高分子使用量小）

阻尼涂料（水性聚合物，固化时间略长，

7||fft.be

阻尼与厚度相关）

根据减振降噪情景的概念及产品设计Faureciadashinnerinsulationsolution

8|hexago

目录

2仿真方法选择

有限元方法、统计能量方法

9||fft.be

仿真方法？

Frequency[Hz]

低频中频高频

模

型

特

点

?局部响应

?局部指标

?少量的全局模态

?…

敏感性

+

不确定性

=

易变性

?系统响应

?能量指标

?大量的局部模态

?…

仿

真

方

法

有限元方法

统计能量方法

10||fft.be

20Hz200Hz2000Hz8000Hz

频率

结构声空气声内声

场

有限元方法统计能量法

车身

车身

+++

车内声腔

车内声腔

MSC

技

术

多孔材料属性(Biot)

密度

内饰件参数化建模：提供材料厚度、铺层位置

和顺序以及材料属性

方

案

内饰网格

杨氏模量

泊松比

阻尼损耗因子

流阻

孔隙率

曲折度

粘长度

热长度

+路噪/发动机载荷/风噪+路噪/发动机载荷/风噪

11

求解求解

目录

3Actran有限元方法

部件级仿真整车中低频仿真

12||fft.be

车辆噪声的仿真和优化需求

材料

系统部件

StructureandCavityFEModels

LocalSPLSimulationvs.Measurements

TrimsFEmodels

PEM

14||fft.be

多孔弹性材料的BIOT参数与识别

?使用应用物理学家MauriceA.Biot的多孔弹性材料理论定义多孔弹性材料

?Biot参数包括：

?流体参数?流体-固体参数

实验直接测量：流阻、孔隙率、复杨氏模量和泊松比

间接方法得到：通过以上参数和阻抗管测试数据，

?流体密度

?曲折度Tortuosity

?体积弹性模量

?固体参数

?孔隙率Porosity

?流阻Resistivity

测量

获得曲折度和特性长度

?弹性模量

?固体密度

?泊松比

?BIOT因子

?微观参数

?粘特性长度

?热特性长度

15||fft.be

验证与应用吸

声

系

数

仿真结果

选材及厚度设计仿真手段

隔声仿真模型的多层复合板网格

?开发定制化模板，实现参数化建模，验证多种

选材和厚度设计方案

?定义多孔材料的BIOT参数和厚度设计参数

金属板

多孔材料1

?自动生成隔声、吸声仿真模型

?自动计算所有方案，并输出报告

多孔材料1

多孔材料1

阻抗管法测量吸声系数仿真模板

仿

真

模

板

工

作

流

程

输出报告

求解声学模型

创建声学模型

定义材料参数和厚度设计参数

阻抗管吸声仿真模型的网格

AcousticstudyofDashinsulatorandInstrumentpanel

TheChallengeMSCSoftwareSolutionKeySuccessFactors

?Assessaco