關於轎車後排鼓音的最佳化改進論文
汽車噪聲、振動及因其而引起的汽車乘坐舒適性問題，即NVH（Noise，Vibration，Harshness，聲振舒適性）問題，是汽車在製造過程中衡量其質量的一個重要標準。目前對於汽車的效能、質量等方面的研發均已達到一定水平。因此，顧客對於乘坐舒適性方面的效能要求在不斷提高，從而使以改善汽車乘坐舒適性為目的的汽車NVH特性研究變得更加重要。在汽車市場銷售中，資料顯示近年來大約有三分之一客戶的抱怨、投訴都與NVH問題相關。
文中主要介紹一種透過採用振動傳遞函式分析與實驗相結合來確定後扭力梁縱臂加粗方案的方法，從而解決後排鼓音問題，透過計算各種方案中後扭力梁縱臂加粗以後的振動傳遞函式，根據工程經驗，綜合考慮實際產品生產成本以及產品生產工藝技術問題（如零部件模具、裝配以及加工工藝等），並透過實驗測試選擇最優方案，較好地解決了後排鼓音問題。
1傳遞函數理論
對於線性定常系統，傳遞函式是指在零初始條件下，系統輸出量的拉氏變換與引起該輸出的輸入量的拉氏變換之比。
傳遞函式表示式為
Ha（ω）=—ω2Hd（ω）=—ω2x（jω）f（jω）=—ω2k（1——ω2）1+（2ξωˉ1——ω2）2ej？（1）
？=—tan—12ξωˉ1—ωˉ2；ωˉ=ωω0=ωmk；（2）
ξ=cc0=c2km=c2mω0（3）
式中Ha（ω）為加速度傳遞函式；Hd（ω）為位移傳遞函式；ω為激勵頻率；ω0為系統的無阻尼固有圓頻率；ωˉ為頻率比；ξ為阻尼比；？為相位角。
從式（1）中得出，Ha（ω）的`意義是在單位載荷力的激勵下，系統所產生的加速度響應。當ωˉ→1時，Ha（ω）→∞，即當激勵頻率接近系統的固有頻率時，傳遞函式值將迅速增大，從而可以判別各階共振頻率。
2問題點描述
某緊湊型車在高速路面勻速行駛時，後排存在明顯鼓音，主觀感受非常明顯。在3G40km/h和5G60km/h工況下測試前排駕駛員和後排右側乘員耳旁噪聲，發現該款車在40km/h、60km/h中等車速工況下，後排座椅中間位置在140。9Hz前後有明顯的峰值，前排駕駛員和後排右側乘員耳旁噪聲值高於同類型對標車目標值。因此，頻率140。9Hz處是該車車內噪聲的關注區域，在此頻率附近的振動噪聲是引起後排鼓音的主要原因。
3採用CAE確定問題點
3。1後扭力梁模態分析
將建好的三維模型以IGES格式匯入到HyperMesh前處理軟體中，對模型進行網格劃分前需要針對模型進行簡化處理，在保證網格質量的前提下，應該儘可能減少模型單元和單元節點數，選取網格大小為4mm，在殼單元的基礎上生成四面體單元。有限元單元數為50111，節點數為50689。劃分網格完畢後，還需對網格質量進行檢查，主要檢查以下內容：單元翹曲度、雅可比值、最小內角等。
基於扭力梁結構的模型利用Nastran中的Lanczos演算法進行模態求解，綜合考慮懸架結構以及低階模態的動力特性對結構響應程度大於高階模態等因素，文中的模態分析選取12階模態。
可知，後扭力梁的第11階次頻率140。8Hz對應後扭力梁扭轉和整體縱向彎曲模態，與實驗測試的峰值頻率比較接近，由此可以判斷，後扭力梁是引起噪聲峰值的主要原因。
3。2後扭力梁振動傳遞函式分析
車身結構系統的輸入在整車座標系下X方向主要是後懸架扭力梁與車身的連線點作為車身受力的輸入點，故針對扭力梁懸架在X方向的振動傳遞函式（VTF）進行分析研究，以輪心為輸入點，以縱臂襯套端為輸出點，基於模態法進行動載荷輸入下的有限元模擬。橫座標表示頻率，縱座標表示加速度值。
可知，扭力梁結構振動傳遞函式在頻率140。9Hz處出現振動值過大的情況，故其為車身噪聲峰值頻率。考慮CAE模型存在的誤差，可用於選擇的頻率範圍在130Hz～150Hz之間；基於其對扭力梁引起車身噪聲過大問題有較強的相關性，初步判斷後懸架結構與車身在該頻率下出現共振。所以，需要對該結構進行最佳化。
4最佳化方案的提出
透過分析後扭力梁的模態和振動傳遞特性得出後扭力梁是造成後排鼓音的主要原因，需要透過改變扭力梁的結構來改變扭力梁的模態，從而避開峰值頻率，改善後排噪聲。根據工程經驗，綜合考慮實際產品生產成本以及產品生產工藝技術問題，最終確定幾種後扭力梁縱臂加粗的方案，需要透過分析其振動傳遞函式來確定最優方案。
5結構最佳化分析
對後扭力梁縱臂採用三種方案最佳化。可知，採用方案1，扭力梁結構峰值頻率變化不大；採用方案2，縱臂在原結構基礎上外徑擴大10mm，厚度增加至5mm，結構最佳化有顯著成效；採用方案3，最佳化結果並不顯著。根據最佳化方案比較可以知道，後懸架縱臂外徑增加使130Hz～140Hz範圍內的車內噪聲靈敏度有降低趨勢，使車身峰值噪聲的頻率往後挪，與引起車身噪聲的頻率相錯開。採用方案2，即縱臂加厚至5mm且外徑擴大到70mm對避免引起車身結構共振有顯著效果。
6最佳化方案實驗驗證
結合樣車實際情況，對最佳化改進後的樣車進行各項車內噪聲測試試驗，在高速路面上在3G40km/h和5G60km/h工況下測試前排駕駛員和後排右側乘員耳旁噪聲，改進前後的扭力梁懸架樣車在實際道路上的試驗結果。
可以看出，後扭力梁改進後後排噪聲在3G40km/h工況下降低1。5dB，在5G60km/h工況下降低1。6dB。這表明CAE模擬方法與實驗方法相結合有效地解決了後排鼓音問題。
7結語
（1）後扭力梁的固有頻率極其容易與噪聲峰值頻率發生耦合，極其容易產生後排鼓音問題。
（2）改變後扭力梁的結構，分析其振動傳遞函式，使其有效的避開其峰值頻率，可以有效解決後排鼓音問題。
（3）利用CAE模擬分析和實驗相結合的方法，對比分析確定問題點，提出有效的解決方案，對解決後排鼓音問題具有實際意義。
文中提出一種基於振動傳遞函式的方法來分析後扭力梁的振動傳遞特性，可以有效地分析和改進後排鼓音問題。