基于轻量化设计的汽车NVH优化策略

专题

基于轻量化设计的汽车NVH优化策略

汽车行业中，正在寻求实现汽车轻量化的方法。通过减小车身覆盖件的厚度或采用轻质材料、复合材料等方法可有效地实现汽车的轻量化，但这可能会导致汽车NVH特性的下降。因而，在实现汽车轻量化设计的同时，还需要对汽车的NVH特性进行优化。

对汽车NVH特性的优化需要考虑多种影响因素，防止出现一个目标性能的改善造成其它目标性能的下降。在进行汽车NVH特性优化前，首先利用仿真软件和试验测量数据获得车身及主要零部件的固有频率，以及相应的固有振动模态；之后将计算结果应用在汽车有限元建模中，通过比较确定所建立有限元模型的有效性。对所建立的有限元模型进行模态分析、模态灵敏度分析以及声学贡献量分析，将车身及零部件模态分析的第一阶非零固有频率作为目标函数。同时，为了保证汽车的安全性和实现汽车的轻量化，还将车身的静态弯曲刚度、扭转刚度以及车身和零部件的质量作为优化目标。将对汽车NVH特性的单目标优化转变为一个涉及汽车NVH特性、安全性和轻量化的多目标优化。采用多目标遗传算法对建立的多目标函数进行优化，该算法可在全局范围内对可行解进行搜索，并具有收敛快等优点。优化时，可行域设定为车身覆盖件的厚度范围和材料的物理特性范围等。通过优化算法在可行域内的遗传迭代，最终得到最优的可行方案。需要注意，这种优化策略没有考虑最优可行方案的鲁棒性，这将是下一步研究的重点。

Alexander Rabofsky et al. SAE 2016-01-1776.

编译：陈丁跃