知圈

进座椅社群,请加微,备注座椅

摘要：传统的仿真分析，都是根据名义设计值得到相应的名义结果，仿真结果为一个确切的值。工程实践中，材料生产、部件装配都会产生一些误差，导致实际产品偏离名义设计，从而使得实际产品表现出的性能处于一个区间。因此，传统的仿真分析方法并不能预测实际产品可能出现的全部情况。对于车辆内饰异响分析，涉及的塑料件材料参数以及卡扣连接参数，往往会在较大范围内波动。此外，随着车辆使用时间的增长，塑料和橡胶的老化也会带来材料参数的变化。因此，用名义仿真结果来预测车辆的实际异响性能，是不够稳健的。采用多样本分析方法，考虑相关参数的浮动，可以得到更加稳健的仿真结果，更好的指导异响性能开发。

关键词：异响SnRD试验设计多样本分析

1引言

近年来，汽车行业快速发展，消费者对车辆的要求也在逐步提高。以前，汽车只是一个交通运输工具；现在，汽车是一种提升生活品质的方式。NVH性能的好坏，很大程度上决定了一辆车的档次高低。异响作为NVH性能的一部分，它不但影响着消费者的乘坐舒适性，甚至会引起消费者对车辆安全性的怀疑。根据GregGoetchius在年SAE论文上引用的数据，在新能源车上，异响问题占NVH问题的20%，在所有NVH问题中并列第二。

对于汽车内饰的异响仿真，目前国内最先进的方法之一是SnRD异响仿真分析流程。但是，一个常规的SnRD仿真分析流程只能得到一个名义仿真结果。对于材料参数的不稳定性以及车辆长期行驶之后橡胶塑料老化带来的异响性能变化不能进行预测。因此，需要在常规SnRD异响分析流程的基础上增加多样本分析，以实现对于异响性能更稳健的预测和优化。

图1新能源车异响问题占比

2SnRD异响仿真分析流程

无论是敲击异响还是摩擦异响，其产生都有一个必要条件——部件之间发生相对位移。

图2敲击异响和摩擦异响产生原理

SnRD异响仿真分析流程正是基于这一原理，以部件之间的相对位移为考查对象，结合国外异响仿真对标的工程经验，从而形成的一套异响仿真解决方案。其主要流程如下：

1)内饰建模及模型连接

考虑预压紧的影响以及卡扣连接的刚度

2)创建E-line

Evaluation-line方法是获取部件之间相对位移的关键，需要考查异响的区域都可以创建E-line

)采集载荷并进行转换

载荷有多重获取方式，工程上目前推荐采用样车减震器与车身连接位置在异响路面的载荷

4)加载求解

采用强迫位移加载，模态时域方法求解

5)后处理得到异响仿真结果

自动生成敲击异响风险率以及摩擦异响风险情况

6)诊断优化

根据模态贡献量以及模态振型找到关键点进行优化

图SnRD技术路线——从发现问题到解决问题

表1常见DOE算法及其特点

试验设计（DOE）与多样本分析（MSA）

试验设计（DesignofExperiment）通常简称为DOE，可以用来揭示不同因子（设计变量）对响应的影响。它有以下个基本概念：

■因子/设计变量：一系列系统参数，通过改变它的大小，可以影响响应的大小；

■水平：是因子/设计变量的具体取值。可以是连续的，也可以是离散的。每个变量需要的水平取决于问题的非线性程度。线性问题，两个水平就足够了；非线性问题，往往需要个及以上的水平。

■响应：用户关心的性能或者问题，都可以定义为响应。对于不同的响应，因子/设计变量的灵敏度往往是不一样的。

DOE有很多种算法，常见算法总结如下。CAE软件可以根据用户定义的变量及响应自动选择最优的算法。当然，用户也可以自己选择喜欢的算法（表1）。

多样本分析可以分为载荷多样本和结构多样本。SnRD异响仿真多样本分析属于结构多样本。最新的SnRD可以自动生成DOE模板文件，并将计算成功后的DOE结果进行可视化后处理，得到多样本分析结果。用户可以对异响问题最严重的样本进行优化，从而达到在整个变量取值区间，都有较好的异响性能这一目的。

4多样本分析流程

本文以某车型仪表板系统为例，考查结构多样本对SnRD异响分析结果以及优化策略的影响。仪表板系统安装在台架上，激振器通过台架对仪表板系统施加恒定幅值的扫频激励。本文仅考查敲击异响，模型中一共有24条敲击异响E-line，共包含个节点对。

图4仪表板系统SnRD异响分析模型4.1前处理

在完成SnRD常规分析工况定义之后，就可以定义多样本分析工况。默认的可以定义的变量包括材料弹性模量、密度、bush单元刚度、板件厚度以及模态阻尼。本文考查了以下个类型设计变量：

■材料弹性模量：1个变量，变化范围为初始值±0%；

■材料密度：1个变量，变化范围为初始值±0%；

■Bush单元连接刚度：54个变量，变化范围为初始值±50%；

图5多样本分析前处理设置4.2计算

DOE在计算的时候需要用到HyperStudy来调用Optistruct求解器。本文采用的DOE算法是修正的可扩展格栅序列法（ModifiedExtensibleLatticeSequence）。共计算了个试验。

图6HyperStudy进行DOE分析

通过帕累托图（ParetoPlot），可以找到对于每一个响应影响最大的设计变量。柱状图高低表示贡献量大小，曲线斜率代表正/负效应。

4.后处理

后处理需要用到HyperView的SnRD模块。单个样本的SnRD后处理结果如下图。可以看到，在名义设计参数下，有风险的E-line共4条，有风险的节点对数量共14个。

图7帕累托图

图8名义样本SnRD分析结果

多样本后处理结果如下图。左图表示在每一次试验中有风险的E-line数量；右图表示在每一次试验中有风险的节点对数量。因为E-line在建模过程中的数量和长短是不固定的，所以不能根据E-line的数量来判断异响问题的严重程度。因此，实际上重点

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkyy/251.html