基于底盘衬套多目标优化的整车路噪分析

【摘" 要】随着时代发展，人们对于汽车舒适性要求也有所增强，而车内噪声是人们关注的重点问题之一。文章主要论述基于整车路噪下的衬套多目标优化，通过对衬套灵敏度进行分析，识别出对路噪贡献量大的衬套，并分析出该衬套的修正系数，为前期整车路噪设计开发提供参考。

【关键词】路噪；底盘衬套；多目标优化；灵敏度

中图分类号：U463.6" " 文献标识码：A" " 文章编号：1003-8639（ 2024 ）08-0106-02

Road Noise Analysis of Whole Vehicle Based on Multi-objective Optimization of Chassis Bushing

NONG Xiaomi1，HUANG Xiaofeng2，XU Jinzhao1

（1.Liuzhou Yingqin Tuolan Technology Co.，Ltd.；

2. Liuzhou Huating New Energy Technology Co.，Ltd.，Liuzhou 545000，China）

【Abstract】With the development of the times，people's requirements for car comfort have also increased，and interior noise is one of the key issues that people pay attention to. The article mainly discusses multi-objective optimization of bushings based on vehicle road noise. By analyzing the sensitivity of the bushings，the bushings with a large contribution to road noise are identified，and the correction coefficient of the bushings is analyzed，providing reference for the early design and development of vehicle road noise.

【Key words】road noise；chassis bushing；multi objective optimization；sensitivity

作者简介

农晓密（1995—），女，助理工程师，研究方向为整车NVH分析。

噪声是妨碍人们正常工作和休息，令人焦躁难安的有害声音。当汽车在粗糙路面上以稳定速度行驶时，产生的座舱噪声是车内噪声的主要来源之一。研究由路面激励激起的车内噪声的分析方法，探索控制车内噪声的有效措施，对提升驾驶室内声学环境具有非常重要的价值。路噪顾名思义，为路面激励传递至车身引起钣金共振产生的噪声。想要降低路噪就得将底盘传递上来的力降低，所以前期对底盘衬套进行多目标优化对于整车路噪目标控制，有效缩短开发周期有着重要意义。本文重点介绍前期开发阶段使用CAE仿真计算整车路噪，并识别超目标峰值主要贡献工况，对其底盘衬套多目标优化前进行衬套灵敏度分析，识别底盘衬套灵敏点，并与衬套设计工程师确认哪些衬套可进行优化，优化的范围值是多少，可以有效避免重复性工作。本文进行计算的某新能源车型前悬使用麦弗逊独立悬架，后悬为多连杆独立悬架。

1" 路噪计算模型的基本构成

整车CAE仿真为车型缩短了开发周期，其可在设计阶段识别问题，解决部分问题点，并对整车路噪有着初步的判断，为后期实车调试提供依据以及调试方向。

路噪模型的组成有整车模型和声腔模型。整车模型分为TB内饰车身、系统间连接总成、底盘和动力4部分。TB内饰车身包含白车身、闭合件（四门两盖）、内外饰、车身附件、电池包；底盘包括悬架系统、转向系统、传动系统、制动系统；动力总成为动力系统；连接总成包括螺栓、轴承、铰链、衬套。其模型示意如图1所示。

依据前期开发数据，依次建立各系统，组合成整车。现行业已有规范的建模流程，在此不进行赘述。整车完成建模后进行整车模态分析，根据计算结果，分析模态值是否合理，模型连接是否正确，可为检查整车模型提供有效依据，一般整车一阶刚体模态在10Hz以内，图2为某新能源整车刚体模态。声腔一阶模态如图3所示，也可通过模态判断声腔建立是否正确，以及做模态避频。

2" 路噪产生机理

整车路噪产生机理如图4所示。路噪激励源为路面，属于固有激励源，在特性上不可改变；传递路径为力与传递函数，车噪声主要是力与噪声传函传递引起车身板件拍打车内声腔所引起，故在路噪优化时可对力或者噪声传递函数进行优化，对降低路噪均有明显效果。

路噪计算的公式如下，本文衬套优化主要是对Force进行优化。

P=NTF×Force×A（1）

20log=20log（）+20log（Force×A）（2）

式中：P——声压；NTF——噪声传递函数；Force——力；A——对其进行A计权转换。

3" 路噪峰值

路噪仿真工况基于水泥路面以60km/h匀速行驶，对某新能源汽车进行轮心载荷的采集，用于CAE计算整车路噪。将实测的轮心载荷经过分解对比，生成CAE仿真工况，计算整车路噪曲线，路噪通过结构传递范围为20～400Hz，而CAE计算较为准确的频率范围为20～300Hz。图5为某新能源整车路噪仿真曲线，目标设定为50dB。由图5可知100Hz、150Hz左右峰值为车内噪声过大主要原因。

4" 路噪底盘衬套灵敏度分析

衬套不仅是将底盘与车身连接在一起，它还有一个作用就是隔振，将轮胎上受到的力进行缓冲，起到隔振效果。由路噪的原理可得，优化力可对衬套进行优化，衬套优化最有效的方式便是衬套灵敏度，衬套灵敏度分析可针对多个衬套，也可针对单个衬套，为衬套优化提供了有效的方向。

4.1" 底盘衬套构成

本文分析的某新能源汽车前悬麦弗逊悬架共有5个衬套，分别为前减振器连接车身点、前悬前/后摆臂连接副车架点、副车架前点连接车身点、稳定杆安装在副车架上的点。后悬多连杆独立悬架有10个衬套、后横臂内/外连接点、后纵臂连接车身点、后悬上臂内/外连接点、后悬下臂内/外连接点、减振器上/下安装点、稳定杆连接副车架安装点。

4.2" 衬套灵敏度分析

本次分析对全车衬套进行，针对后排150Hz附件的频率进行优化，对其进行灵敏度分析并在约束条件下找到最优解，基于路噪超目标峰值，将衬套参数作为设计变量，衬套更改约束系数值设置为0.2～2，说明本次衬套优化下极限系数为0.2，上极限系数为2。建立2个响应变量，作为约束变量跟优化目标：①后排响应点；②整车质量。建立约束变量，约束为上一步建立的响应①优化目标，选择上文建立的整车质量作为目标，约束过程中整车质量不变。

提交分析得出对后排150Hz优化结果敏感主要为以下5个衬套，整理情况见表1与表2。

4.3" 衬套灵敏度结果分析

由仿真结果可得，对于后排150Hz起较大作用的衬套为前悬摆臂后衬套、后悬横臂内衬套、后悬纵臂衬套、后悬下臂内衬套、后悬上臂内衬套。将灵敏度分析结果带入模型中，方案对比频谱结果如图6所示，全频段均有所改善，目标峰值150Hz下降明显，较优化前下降5dB，与优化目标一致。

5" 结束语

本文通过对底盘衬套进行灵敏度分析，在合理范围内，是一种有效、快速地将衬套属性控制在对路噪有好处范围的分析方法，能为衬套前期开发提供有效依据，也为后期衬套调试提供合理方向。

参考文献：

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（编辑" 凌" 波）