基于TPA的某型车整车路噪轰鸣分析及优化

    0 引言

    某型车在研发阶段，后排乘客在50-60HZ出现轰鸣，主观评价难以接受。首先建立整车NVHD模型，计算整车路噪声压响应。同时利用TPA工具，对故障频率进行诊断，发现声腔模态与结构模态耦合，进而进行结构优化。

    1. 有限元模型建立及分析

    1.1 整车模型建立

    采用NVHD搭建整车模型，整车模型共分为Trimmedbody、Cavity、SteeringSystem、Power_train、Suspension等五个部分，整车模型见图1。

    1.2 整车路噪分析

    轮心载荷是通过采集实车转向节上的加速度信号，结合仿真分析得到的轮心传递函数，利用逆矩阵法反求得到。将计算得到的每个轮心载荷施加在整车模型上，计算出粗糙路面下的整车路噪结果，后排乘客在55Hz左右峰值超过55dB(A)，见图2。与实际路试后排乘客在50-60HZ出现轰鸣，且峰值超过55dB(A)吻合。

    1.3 整车TPA分析

    利用NVHD工具进行TPA分析，同时TPA后处理工具进行Spindleload路噪工况贡献量分析，其中Subcasel和Subcasel2为主要贡献工况。TPA分析结果见图3。

    1.4 节点贡献量分析

    借助NVHD后处理工具进行GridParticipation分析，结合主要贡献工况Subcasel的节点贡献量结果，可以看出后背门与声腔耦合区域为主要贡献区域，见图4。

    2 优化分析

    2.1 后背门及声腔模态分析

    结合整车路噪及诊断结果，分别对后背门和声腔进行模态分析。分析结果显示，后背门局部模态频率53.3Hz与一阶纵向声腔模态频率52.5Hz接近，易耦合共振。

    2.2 结构优化

    根据分析结果，对后背门结构进行优化，避开声腔一阶模态。找到关键区域后，提出了不同的优化方案，同时考虑到工艺及装配，推荐采用方案3。

    3 实车方案验证

    3.1 样件制作及安装

    根据优化方案3通过制作手工样件进行实车验证，验证支架位置如图6所示。

    3.2 实车验证

    将优化后的支架安装后，在粗糙路面40km/h行驶车内后排噪声（50Hz?60Hz)降低2dB(A)左右，满足性能要求。红线为基础车的噪声值，绿线为优化后的噪声值，见图7。