在影響車輛的舒適性的因素里面，控制路面噪聲是最重要的。除了在像Civic和Accord車型上獲得了長(zhǎng)久的商業(yè)成功之外，Honda還因其實(shí)現(xiàn)了很高的舒適性、安全性和性能標(biāo)準(zhǔn)的承諾而受到稱贊。在Honda最近已開發(fā)的幾種車輛里面，其發(fā)動(dòng)機(jī)公司成功地通過(guò)利用一種新的混合模擬方法減少了路面噪聲。
同LMS工程咨詢部門一起，Honda實(shí)施了混合模擬過(guò)程，能夠快速和精確地模擬一直到300Hz路面噪聲。這種方法由連接一個(gè)基于試驗(yàn)的內(nèi)飾車身模型和一個(gè)懸架系統(tǒng)的有限元模型而組成。獲得的整車混合模型使Honda能夠在開發(fā)階段的更早期評(píng)價(jià)更多的懸架設(shè)計(jì)選擇，并針對(duì)改善的路面噪聲性能提出更有效的對(duì)策。
傳統(tǒng)方法的局限性
無(wú)論是在進(jìn)行一個(gè)熱烈的討論，還是在安靜的行使過(guò)程中享受一支輕音樂，一個(gè)安靜內(nèi)部的舒適性將會(huì)使氛圍有很大的區(qū)別。一個(gè)潛在的干擾因素就是路面噪聲，它能通過(guò)車輛的機(jī)械結(jié)構(gòu)和連接進(jìn)行傳播。在眾多的傳播路徑中，懸架裝配零件起著重要的作用，因此很難控制和減少路面噪聲。先于物理樣機(jī)修改階段之前，進(jìn)行路面噪聲級(jí)別的預(yù)測(cè)一直是個(gè)有難度的挑戰(zhàn)。在早期的懸架設(shè)計(jì)中最常用的方法是依賴于根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)的粗略判斷，例如，懸架連接的共振頻率應(yīng)高于一個(gè)給定頻率或是懸架剛度應(yīng)在一個(gè)特定的范圍。這種方法的主要問題是，沒有辦法依據(jù)這些規(guī)則說(shuō)明一個(gè)設(shè)計(jì)修改將會(huì)增加或減少路面噪聲。
開發(fā)整個(gè)有內(nèi)飾車身和所有懸架部件的有限元模型是評(píng)價(jià)路面噪聲性能的另外一種方法。使用純粹的基于有限元的全內(nèi)飾車輛模型的一個(gè)缺點(diǎn)就是，建模非常棘手。當(dāng)焦點(diǎn)僅僅局限在車輛懸架上時(shí)，在車身建模上投入太多是不必要的。使用純粹的有限元模型進(jìn)行模擬的另外一個(gè)缺點(diǎn)就是高頻預(yù)測(cè)的精度會(huì)降低。
混合的Test-CAE方法增加了速度和精度
為了評(píng)價(jià)混合建模和模擬方法的精度和可用性，這種混合方法已經(jīng)用于一個(gè)現(xiàn)有的Honda車型。LMS工程服務(wù)部門從創(chuàng)建一個(gè)基于有限元的單個(gè)懸架系統(tǒng)部件模型開始，包括懸架連桿、減振器、副車架等等。這些模型是通過(guò)跟它們各自對(duì)應(yīng)樣件的試驗(yàn)相比較來(lái)驗(yàn)證的。針對(duì)減振器進(jìn)行的專門試驗(yàn)?zāi)艽_定其動(dòng)態(tài)特性，例如，彎曲模態(tài)、剛度和阻尼影響。這些試驗(yàn)的結(jié)果可以用于調(diào)整減振器的有限元模型。工程師通過(guò)連接不同部件和由軸襯特性的定義整合連接，成功獲得了完整的懸架模型。采用一個(gè)把懸架固定在剛性邊界上專門試驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證整個(gè)懸架模型。這個(gè)設(shè)置保證了所有軸襯的真實(shí)預(yù)載條件，這對(duì)用于有限元模型的線性軸襯剛度值的修改很關(guān)鍵。車身的結(jié)構(gòu)頻響函數(shù)和振動(dòng)噪聲頻響函數(shù)是在所有懸架與車身的連接點(diǎn)上測(cè)量出來(lái)的。需測(cè)量的有內(nèi)飾車身既可以是一個(gè)有內(nèi)飾的車身原型，也可以是與新設(shè)計(jì)車型類似的舊車身。
為了連接懸架系統(tǒng)的計(jì)算頻響函數(shù)和車身的測(cè)量頻響函數(shù)，這里使用了基于頻響函數(shù)的子結(jié)構(gòu)綜合方法。這種方法通過(guò)建立部件的頻響函數(shù)來(lái)定義一個(gè)裝配體的頻響函數(shù)。用間接方法識(shí)別車輛運(yùn)行中的輪軸力，作為動(dòng)載荷。這種模型被證實(shí)在整個(gè)感興趣的頻率范圍內(nèi)，20到300Hz之間，模擬被測(cè)振動(dòng)和路面噪聲非常精確。
促進(jìn)有效的設(shè)計(jì)修改
在建立整車模型之后，LMS和Honda工程師可以評(píng)價(jià)各種不同設(shè)計(jì)修改的影響，對(duì)于這些設(shè)計(jì)修改，路面噪聲的物理測(cè)試結(jié)果是已知的。他們既可以通過(guò)修改適當(dāng)?shù)牟考邢拊Ｐ偷膸缀涡螤睿部梢酝ㄟ^(guò)更新耦合定義來(lái)對(duì)懸架系統(tǒng)模型進(jìn)行修改。他們能計(jì)算已修改的懸架系統(tǒng)模型的頻響函數(shù)，并把這些頻響函數(shù)同那些被測(cè)有內(nèi)飾車身的頻響函數(shù)連接起來(lái)。工程師通過(guò)修改懸架有限元模型，然后把它們重新集成于基于試驗(yàn)的車身模型，他們能系統(tǒng)地評(píng)價(jià)一系列其它修改方案的路面噪聲性能。其中一名參與項(xiàng)目的Honda工程師評(píng)價(jià)到：“混合FBS模型能夠預(yù)測(cè)較大修改或較多局部修改的道路噪聲影響，這些修改包括改變單一部件的幾何形狀或增加局部質(zhì)量等等。LMS工程師也使用此模型計(jì)算結(jié)構(gòu)和振動(dòng)聲學(xué)傳遞函數(shù)，而且還在整車上與測(cè)得的頻響函數(shù)進(jìn)行比較，以驗(yàn)證并進(jìn)一步改進(jìn)模型。”
LMS的進(jìn)一步開發(fā)：NVH輪胎模型
輪軸力的間接識(shí)別方法是非常重要的方法，它常應(yīng)用于研究NVH（振動(dòng)、噪聲）問題。然而，此方法的缺點(diǎn)是獲得的力與所用輪胎的類型密切相關(guān)。另外，當(dāng)修改懸架模型以預(yù)測(cè)修改方案時(shí)，這些力通常也會(huì)改變，結(jié)果導(dǎo)致預(yù)測(cè)精度的降低。最近，LMS開發(fā)出一種改進(jìn)型方法，將輪胎試驗(yàn)?zāi)B(tài)模型與輪軸進(jìn)行耦合。此模型可以利用給定位移作為載荷，這與道路表面幾何結(jié)構(gòu)直接相關(guān)。這種方法使模型完全獨(dú)立于所用的輪胎類型和對(duì)懸架系統(tǒng)進(jìn)行的修改。輪胎模型也可以在考慮到輪胎旋轉(zhuǎn)對(duì)其動(dòng)力學(xué)特性影響的條件下進(jìn)行修改?，F(xiàn)在，這種模型的使用還只限于低位移的光滑道路上的噪聲評(píng)價(jià)。
從驗(yàn)證到主流開發(fā)
與傳統(tǒng)開發(fā)流程相比，將混合懸架/車身建模用于減小道路噪聲是有很多優(yōu)勢(shì)的。Honda的工程師總結(jié)說(shuō)：“直到現(xiàn)在，Honda已經(jīng)將混合建模和仿真技術(shù)應(yīng)用于很多車輛開發(fā)項(xiàng)目。將有限元懸架模型集成于基于試驗(yàn)的車身模型能夠讓Honda工程師在開發(fā)過(guò)程早期模擬多個(gè)懸架懸架設(shè)計(jì)方案。這樣，車輛的道路噪聲性能可以通過(guò)逐步改進(jìn)如搖臂、車輪和轉(zhuǎn)向節(jié)等副車架和懸架部件的幾何形狀。實(shí)現(xiàn)并評(píng)價(jià)這些改變?cè)趯?shí)物樣車可用的開發(fā)后期是完全不可能的。在開發(fā)后期對(duì)部件進(jìn)行修改是非常昂貴的，費(fèi)時(shí)的，也是不可行的。
（轉(zhuǎn)載）
