汽车NVH分析一讲解
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nvh应变能和动能
NVH（噪声、振动和声振粗糙度）分析在汽车行业中非常重要，因为它直接影响着车辆的舒适性和性能。
NVH分析涉及到许多方面，包括应变能和动能的计算。
应变能是指结构在受到外力作用时，内部产生的应变能或储存的能量。
在NVH分析中，计算应变能可以帮助我们了解结构在不同外力作用下的响应和稳定性。
通过分析应变能，工程师可以预测结构的长期性能和潜在的疲劳问题。
动能是指物体运动时所具有的能量。
在NVH分析中，计算动能可以帮助我们了解振动对车辆性能的影响。
动能的分析可以帮助工程师确定哪些频率和振幅的振动会对车辆的舒适性和性能产生负面影响。
通过结合应变能和动能的分析，工程师可以更全面地了解车辆的NVH性能。
这有助于优化车辆的结构设计，提高舒适性和性能，并确保车辆在使用寿命期间的安全性和可靠性。
汽车NVH介绍普及
NVH问题贯穿于汽车研发、生产和使用全过程，涉及到汽车各个子系统，如发动机、底盘、车身和空 调等。
NVH的分类
按照影响程度，NVH问题可以分为两类：一类是影响汽车驾 驶员和乘客舒适性的问题，如车内噪声过大、振动明显等； 另一类是影响汽车性能的问题，如发动机振动、传动系统异 响等。
按照产生机理，NVH问题可以分为空气动力性NVH问题、机 械性NVH问题和电磁性NVH问题三类。
车身振动是指汽车在行驶过程中， 由于路面不平、发动机运转等因
素引起的车身振动。
车身振动不仅影响乘坐舒适性， 还会影响汽车零部件的寿命。
降低车身振动的方法包括优化悬 挂系统设计、采用减震器等，以
提高汽车的稳定性。
声振耦合
声振耦合是指汽车在行驶过程中，由 于各种噪声和振动源的相互作用，使 得噪声和振动在车内传播和叠加的现 象。
03
在汽车研发和生产过程中，解决NVH问题需要投入大量 的人力和物力，因此，对于汽车企业和零部件供应商来 说，NVH性能的提升也是提高产品质量和降低成本的重 要途径之一。
02 NVH的主要影响因素
发动机噪音
发动机是汽车的主要噪声源之一，其产生的噪音包括燃烧噪音、机械运动噪音等。 发动机的转速、负荷和燃烧方式等因素都会影响发动机噪音的大小。
降低发动机噪音的方法包括优化设计、采用降噪技术等，以提高汽车的舒适性。
风噪和路噪
风噪是指汽车在高速行驶时， 空气与车身相互作用产生的噪 音。
路噪是指汽车轮胎与路面摩擦 产生的噪音，以及车身振动产 生的噪音。
降低风噪和路噪的方法包括优 化车身外形设计、采用隔音材 料等，以提高汽车的静谧性。
车身振动
汽车nvh介绍普及
目录
• 什么是NVH • NVH的主要影响因素 • NVH的改善措施 • NVH的未来发展趋势 • 案例分析
NVH的分类
按照影响程度，NVH问题可以分为两类：一类是影响汽车驾 驶员和乘客舒适性的问题，如车内噪声过大、振动明显等； 另一类是影响汽车性能的问题，如发动机振动、传动系统异 响等。
按照产生机理，NVH问题可以分为空气动力性NVH问题、机 械性NVH问题和电磁性NVH问题三类。
车身振动是指汽车在行驶过程中， 由于路面不平、发动机运转等因
素引起的车身振动。
车身振动不仅影响乘坐舒适性， 还会影响汽车零部件的寿命。
降低车身振动的方法包括优化悬 挂系统设计、采用减震器等，以
提高汽车的稳定性。
声振耦合
声振耦合是指汽车在行驶过程中，由 于各种噪声和振动源的相互作用，使 得噪声和振动在车内传播和叠加的现 象。
03
在汽车研发和生产过程中，解决NVH问题需要投入大量 的人力和物力，因此，对于汽车企业和零部件供应商来 说，NVH性能的提升也是提高产品质量和降低成本的重 要途径之一。
02 NVH的主要影响因素
发动机噪音
发动机是汽车的主要噪声源之一，其产生的噪音包括燃烧噪音、机械运动噪音等。 发动机的转速、负荷和燃烧方式等因素都会影响发动机噪音的大小。
降低发动机噪音的方法包括优化设计、采用降噪技术等，以提高汽车的舒适性。
风噪和路噪
风噪是指汽车在高速行驶时， 空气与车身相互作用产生的噪 音。
路噪是指汽车轮胎与路面摩擦 产生的噪音，以及车身振动产 生的噪音。
降低风噪和路噪的方法包括优 化车身外形设计、采用隔音材 料等，以提高汽车的静谧性。
车身振动
汽车nvh介绍普及
目录
• 什么是NVH • NVH的主要影响因素 • NVH的改善措施 • NVH的未来发展趋势 • 案例分析
车辆nvh基础典型知识普及教材讲解材料
性和稳定性。
02 03
优化方法
通过收集用户反馈、路试数据等信息，分析车辆在实际使用中的nvh性 能表现，找出问题并进行改进。同时，对车辆进行定期维护和保养，确 保其保持良好的工作状态。
优化流程
包括用户反馈收集、数据分析、方案制定、实施改进等步骤，持续提高 车辆的nvh性能和用户满意度。
06 未来车辆nvh技术发展趋 势
车辆振动
总结词
车辆振动是指车体、座椅、方向盘等部件的不规则运动。
详细描述
车辆振动可以由多种因素引起，如发动机运转不平稳、路面状况不良、悬挂系 统设计不合理等。过度的振动会影响乘客的舒适性，并可能对车辆的零部件造 成损坏。
异响问题
总结词
异响是指车辆在行驶过程中出现的异 常声音，通常是由某个部件的故障或 不正常工作引起的。
优化方法
采用精密加工、装配调整等手段提高零部件制造和装配精度， 同时对关键零部件进行质量检测和控制，确保其性能稳定可靠
。
优化流程
包括工艺流程设计、工艺参数优化、工艺验证等步骤，确 保生产过程中的nvh性能得到有效控制。
使用阶段优化
01
优化目标
在使用阶段，nvh性能的优化目标是提高车辆在各种工况下的乘坐舒适
利用仪器和设备对车辆nvh性能进行测量和评估，如使用声级计、振动仪等设备 测量噪音和振动的强度和频谱。评价结果较为客观、准确。
客观测试
通过在特定的道路和环境下，利用仪器和设备对车辆nvh性能进行实际测试，以 获取更真实、全面的评价结果。
评价与测试的标准化
标准化评价
为了确保评价结果的准确性和可比性，需要制定统一的评价标准和规范，如制定评价的指标、方法、 流程等。
标准化测试
整车NVH介绍
整车NVH介绍一、 NVH定义NVH是指Noise(噪声),Vibration(振动)和Harshness(声振粗糙度),由于以上三者在汽车等机械振动中是同时出现且密不可分,因此常把它们放在一起进行研究。
声振粗糙度是指噪声和振动的品质，是描述人体对振动和噪声的主观感觉，不能直接用客观测量方法来度量。
由于声振粗糙描述的是振动和噪声使人不舒适的感觉，因此有人称Harshness为不平顺性。
又因为声振粗糙度经常用来描述冲击激励产生的使人极不舒适的瞬态响应，因此也有人称Harshness为冲击特性。
二、噪声的种类产生汽车噪声的主要因素是空气动力、机械传动、电磁三部分。
从结构上可分为发动机(即燃烧噪声),底盘噪声(即传动系噪声、各部件的连接配合引起的噪声),电器设备噪声(冷却风扇噪声、汽车发电机噪声),车身噪声(如车身结构、造型及附件的安装不合理引起的噪声及噪声源通过各种声学途径传入车内的噪声及汽车各部分振动传递途径激发车身板件的结构振动向驾驶室内辐射的噪声组成车内噪声。
)。
其中发动机噪声占汽车噪声的二分之一以上,包括进气噪声和本体噪声(如发动机振动,配气轴的转动,进、排气门开关等引起的噪声)。
因此发动机的减振、降噪成为汽车噪声控制的关键。
此外,汽车轮胎在高速行驶时,也会引起较大的噪声。
这是由于轮胎在地面流动时,位于花纹槽中的空气被地面挤出与重新吸入过程所引起的泵气声,以及轮胎花纹与路面的撞击声。
三、噪声的抑制1、改进噪声源噪声源抑制主要为发动机减震、进气噪声抑制、排气噪声抑制及传动系噪声抑制，即优化前消声器、主消声器及降低排气吊挂刚度；改进空气滤清器；采用小动不平衡量传动轴（在动力线校核后基础上）。
1.1、发动机减震减震垫布置原则：动力总成悬置布置主要分为三点式、四点式两种，KZ218系列车型动力总成悬置采用三点式布置。
动力总成质心理论上应布置在三角形重心上，并发动机悬置平面法线交点应在动力总成惯性主轴上方。
整车NVH形象图形解释
3 零部件生产企业
1.随着专业化分工，整车制造企业已经逐渐将大部分零部件交给零部件生产企业来做。 盛行的“模块化”生产方式把汽车装配生产线上的部分装配劳动转移到装配生产线以外的地 方去进行。这样，零部件生产企业必然遇到 NVH 问题。设计者考虑的问题也不单纯是零部 件的本身，而是零部件与零部件之间，零部件与整车之间的关系。
2.例如在解决车身 NVH 问题上，长春合成材料有限公司产品具有国内较先进的产品研 发及其生产技术，同时可以协同各汽车厂商开展同步开发工作。
3.例如在解决发动机 NVH 问题时，CooperStandard 发动机公司为了获得更好的降噪 效果，对发动机做降噪处理外，还对车辆的发动舱、车厢内部设计结构都进行了声学研究， 以求最好的解决方案。轮胎也是噪声的主要来源之一，一些厂商除选用低噪声轮胎外，对车 轮罩衬垫进行声学特性设计，使其起阻隔噪
中文名 NVH 外文名 Noise、Vibration、Harshness 本质 衡量汽车制造质量的综合性问题 应用 改进汽车乘坐舒适性 技术 CAE 技术 用户感受 最直接和最表面的
目录
1 简介
2 详细说明
3 零部件生产企业
4 研究和评价
5 控制措施
1 简介
NVH 特性研究在改进汽车乘坐舒适性中的应用 NVH 特性的研究不仅仅适用于整个汽车新产品的开发过程，而且适用于改进现有车型 乘坐舒适性的研究。这是一项针对汽车的某一个系统或总成进行建模分析，找出对乘坐舒适 性影响最大的因素，通过改善激励源振动状况(降幅或移频)或控制激励源振动噪声向车室内 的传递来提高乘坐舒适性。 汽车动力总成悬置系统的隔振研究以及发动机进排气噪声的研究是改善整车舒适性的 重要内容，动力总成液压悬置系统的发展与完善使这一问题得到较好的解决。悬架系统和转 向系统对路面不平度激励的传递和响应对驾驶员及乘客的乘坐舒适性有很大影响，分析悬架 系统的动力学特性可以改善它的传递特性，减少振动和噪声；通过对转向操纵机构和仪表板 进行有限元分析，可以使转向柱管、方向盘的固有频率移出激励频率范围并保证仪表板的响 应振幅最小。汽车制动时产生的噪声严重影响了车室内乘员的舒适性，实验证明制动噪声主 要是由于制动器摩擦元件磨损不均匀造成的，通过对制动盘等元件进行有限元分析以及它的 磨损特性对产生噪声的影响等问题的研究，可以改善制动工况下的整车 NVH 特性。另外， 随着车速的不断提高，高速流动的空气与车身撞击摩擦产生的振动噪声已经成为车室噪声的 重要来源。 汽车在使用一段时间之后，一些元件（如传动系的齿轮、联轴节、悬架中的橡胶衬套、 制动器中的制动盘等）的磨损将对整车的 NVH 特性产生重要影响，它们的强度、可靠性和 灵敏度分析是研究整车特性的重要工作，这也就是所谓高行驶里程下汽车 NVH 特性的研究。
1.随着专业化分工，整车制造企业已经逐渐将大部分零部件交给零部件生产企业来做。 盛行的“模块化”生产方式把汽车装配生产线上的部分装配劳动转移到装配生产线以外的地 方去进行。这样，零部件生产企业必然遇到 NVH 问题。设计者考虑的问题也不单纯是零部 件的本身，而是零部件与零部件之间，零部件与整车之间的关系。
2.例如在解决车身 NVH 问题上，长春合成材料有限公司产品具有国内较先进的产品研 发及其生产技术，同时可以协同各汽车厂商开展同步开发工作。
3.例如在解决发动机 NVH 问题时，CooperStandard 发动机公司为了获得更好的降噪 效果，对发动机做降噪处理外，还对车辆的发动舱、车厢内部设计结构都进行了声学研究， 以求最好的解决方案。轮胎也是噪声的主要来源之一，一些厂商除选用低噪声轮胎外，对车 轮罩衬垫进行声学特性设计，使其起阻隔噪
中文名 NVH 外文名 Noise、Vibration、Harshness 本质 衡量汽车制造质量的综合性问题 应用 改进汽车乘坐舒适性 技术 CAE 技术 用户感受 最直接和最表面的
目录
1 简介
2 详细说明
3 零部件生产企业
4 研究和评价
5 控制措施
1 简介
NVH 特性研究在改进汽车乘坐舒适性中的应用 NVH 特性的研究不仅仅适用于整个汽车新产品的开发过程，而且适用于改进现有车型 乘坐舒适性的研究。这是一项针对汽车的某一个系统或总成进行建模分析，找出对乘坐舒适 性影响最大的因素，通过改善激励源振动状况(降幅或移频)或控制激励源振动噪声向车室内 的传递来提高乘坐舒适性。 汽车动力总成悬置系统的隔振研究以及发动机进排气噪声的研究是改善整车舒适性的 重要内容，动力总成液压悬置系统的发展与完善使这一问题得到较好的解决。悬架系统和转 向系统对路面不平度激励的传递和响应对驾驶员及乘客的乘坐舒适性有很大影响，分析悬架 系统的动力学特性可以改善它的传递特性，减少振动和噪声；通过对转向操纵机构和仪表板 进行有限元分析，可以使转向柱管、方向盘的固有频率移出激励频率范围并保证仪表板的响 应振幅最小。汽车制动时产生的噪声严重影响了车室内乘员的舒适性，实验证明制动噪声主 要是由于制动器摩擦元件磨损不均匀造成的，通过对制动盘等元件进行有限元分析以及它的 磨损特性对产生噪声的影响等问题的研究，可以改善制动工况下的整车 NVH 特性。另外， 随着车速的不断提高，高速流动的空气与车身撞击摩擦产生的振动噪声已经成为车室噪声的 重要来源。 汽车在使用一段时间之后，一些元件（如传动系的齿轮、联轴节、悬架中的橡胶衬套、 制动器中的制动盘等）的磨损将对整车的 NVH 特性产生重要影响，它们的强度、可靠性和 灵敏度分析是研究整车特性的重要工作，这也就是所谓高行驶里程下汽车 NVH 特性的研究。
汽车 车身NVH知识概述
车身NVH概述目录一：汽车车身NVH概述二：车身隔/吸振的技术要求三：车身隔/吸音的技术要求四：低风噪车身设计五：车身声品质控制一、车身NVH概述车辆的NVH是指在车辆工作条件下乘客感受到的噪声（noise）、振动（vibration）和声振粗糙度（harshness），NVH 是衡量汽车质量的一个综合性问题，给汽车乘客的感受是最直接和最表面的。
其中声振粗糙度指噪声和振动的品质，是描述人体对振动和噪声的主观感觉，不能直接用客观测量方法来度量。
车身NVH 开发的意义u车身NVH开发关键是平衡NVH与其他车身性能之间的关系，涉及到车身重量、成本、工艺等方面；u市场对整车舒适性的要求迅速提高，使得车身NVH的开发越来越重要；u先期的车身设计开发至关重要，可以避免后期“伤筋动骨”的修改。
车身NVH性能传递路径分析车身噪音传递路径车内噪声和振动往往多个激励,经由不同的传递抵达目标位置后叠加而成,车内噪声总体上可分为结构声和空气声两种。
结构声对车身的传递结构传递路径：外界激励源直接激励或传递到车身，引起车体及壁板件振动，并与车内声腔耦合而产生的车内噪声，简称为“结构声”。
“结构声”主要通过车身结构的模态匹配进行控制。
空气声对车身的传递空气传播路径：轮胎/路面、进排气、发动机本体等噪声源通过空气传播路径传递到车内引起的噪声，简称为“空气声”。
“空气声”主要通过声学包装技术来控制。
整车NVH技术要求噪声源/振动源的技术要求传递路径的技术要求底盘隔/吸振的技术要求车身隔/吸振的技术要求车身隔/吸音的技术要求噪声和振动的技术要求车身隔/吸振的技术要求（一）、车身模态匹配（二）、车身结构NVH控制车身隔/吸音的技术要求（一）、车身密封（二）、隔音与吸音材料的运用1、车身模态匹配在车身NVH开发过程中，模态匹配也即结构动态特性（振型和频率）匹配的目的是避免总成系统、子系统和部件之间的模态耦合，以及避免与主要激励源发生共振。
【干货】汽车NVH性能评估技术：主观评估全解析
【干货】汽车NVH性能评估技术：主观评估全解析—正文—1、汽车NVH性能的基本概念NVH是客户直接感受到的，通常指在某特定工况下对车子的主观感觉，如抖动和轰鸣噪声。
NVH特性是衡量汽车设计和制造质量的一个综合性能指标。
整车振动噪声也是国内客户买车时越来越关注的重点性能，更是自主品牌轿车要进入国际先进车辆行列从而打进国际市场的关键指标之一。
NVH是直接跟车辆的驾乘人员在下列各驾驶工况下对车内外振动噪声的主观感觉相关，简言之，就是对车辆的听觉、触觉和视觉。
1.发动机点火、熄火，起步和刹车时2.怠速，缓、中、急加速及滑行时3.在各种不同的匀驾驶速度下4.发动机低转速高扭矩下车内NVH：主要是指汽车的驾乘人员在车内对振动噪声的感觉车外NVH：主要是指车辆的辐射噪声，它由汽车通过噪声试验确定对振动噪声的识别：•对NVH研究：贯穿于新车的整个开发过程，现有车的改进工作，及客户车的估障诊断和估障排障•按NVH系统：车身NVH问题，底盘NVH问题，动力系统，制动系统，连接系统等•按NVH感受：驾乘人员听到的噪声，手脚触摸到的振动及来自座椅的振动，看到的抖动•按NVH源头：动力总成NVH，道路行驶NVH，空气动力NVH，通风空调NVH，异响等•按NVH形式：声，振动，转动==〉麦克风，加速度计，和转速计等•按NVH分析法：主观评价，客观分析==〉声振源，传递路径，NVH受体==〉找出主要影响因素，改善激励源振动噪声或控制激励源向车内的传递来解决问题。
对振动噪声的控制：•对振动噪声源的控制：改善产生振动噪声的零部件结构，避免产生共振;改进旋转元件平衡；提高零部件加工精度和装配质量，减小相对运动元件间的冲击与摩擦；改善气体或液体流动，避免形成涡流；改善车身结构，提高刚度。
•对振动噪声传递路径的控制：对结构振动噪声传递特性进行改进，使对振动噪声是衰减而不是放大；优化发动机悬置的设计，降低它向车身传递振动；采用合适的阻尼材料和适合于旋转轴的扭振减振器及针对线振动的减振器。
汽车NVH问题概述
汽车NVH介绍 Introduction of Automotive NVH
汇报部门： PTI Department: PTI
上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co.
1
内容 1、NVH及相关基本概念 2、汽车NVH问题概述 3、研究与分析汽车NVH问题的方法 4、应用软件介绍
上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co.
21
2、汽车NVH问题概述
2.4、整车及车身NVH ①车身振动与结构传播噪声：
车身板件振动和车内声腔空气共振
上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co.
怠速抖动等
主要振源： 发动机、传动系统、悬架系统、高速时风激
励振动等
上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co.
16
2、汽车NVH问题概述
2.3、发动机及动力总成系统的噪声与振动
①发动机的振动
缸内气压激振；运动部件惯性力激振；曲轴扭转激 振；
②边界元方法
适于中、低频噪声的预测分析； 空间可以是开放的，如车外噪声、发动机噪声向外界 的辐射问题等。
上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co.
30
3、研究与分析汽车NVH问题的方法
3.2、汽车噪声的预测理论方法 ③统计能量法
适于中、高频噪声的预测分析； 建模较“粗”，但快捷； 只能计算得到时、空、频平均声级。
车身悬 吊方式
后保险杠 悬吊 前减振器位 置悬吊
汇报部门： PTI Department: PTI
上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co.
1
内容 1、NVH及相关基本概念 2、汽车NVH问题概述 3、研究与分析汽车NVH问题的方法 4、应用软件介绍
上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co.
21
2、汽车NVH问题概述
2.4、整车及车身NVH ①车身振动与结构传播噪声：
车身板件振动和车内声腔空气共振
上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co.
怠速抖动等
主要振源： 发动机、传动系统、悬架系统、高速时风激
励振动等
上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co.
16
2、汽车NVH问题概述
2.3、发动机及动力总成系统的噪声与振动
①发动机的振动
缸内气压激振；运动部件惯性力激振；曲轴扭转激 振；
②边界元方法
适于中、低频噪声的预测分析； 空间可以是开放的，如车外噪声、发动机噪声向外界 的辐射问题等。
上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co.
30
3、研究与分析汽车NVH问题的方法
3.2、汽车噪声的预测理论方法 ③统计能量法
适于中、高频噪声的预测分析； 建模较“粗”，但快捷； 只能计算得到时、空、频平均声级。
车身悬 吊方式
后保险杠 悬吊 前减振器位 置悬吊
汽车(NVH)测试与分析
1. NVH的定义
1
Noise （噪声）
2
Vibration (振动)
3
Harshness (声振粗糙 度)
噪声和振动的品质 主观评价
车辆NVH系统的内在关系
NVH问题产生的后果
2. 必要性和意义
汽车约有1/3的故障问题与NVH有关， 而各大公司有近20%的研发费用消 耗在解决车辆的NVH问题上，中高 档轿车在研发期间与NVH有关的实 验量最大；
汽车振动与噪声(NVH)测试与分析
华南理工大学 机械与汽车工程学院 丁 康 教授
2012年10月9日
主要内容
第一部分：汽车NVH概述 第二部分：汽车NVH测试内容 第三部分：NVH测试实例
第一部分：汽车NVH概述
1. NVH的定义 2. 必要性和意义 3. 汽车噪声法规和标准 4. 汽车NVH的分类和控制方法 5. 我国汽车NVH研发设计水平 6. 国内外汽车噪声预测理论方法
直流分量： f,2 f, ,(N1) ffs f
2
2
理想无泄露状态下，一般时频域幅值之间有下列关系：
时域： x (t) A s in (2f0 t)
幅值谱： 自谱：
Gxrms(f)
A(f
2
f0)
Gx(f)A22(f f0)
对数谱： G x d B ( f ) 1 0 l o g G x ( f ) 2 0 l o g G x r m s ( f )
在多段平均时，相干系数才有意义，相干系数 0rxy(f )1
只进行一段传递函数分析，相干系数恒为1。
传递函数两种表示法：
1）用实部和虚部表示；
2）用幅值和相位表示。
实频特性： C ( f ) 虚频特性：D ( f )
汽车(NVH)测试与分析
结构噪声控制—板件声贡献量分析
试验 顶棚 后背箱 高灵敏度频率
前围板
地板
车身主要板件示意图
板件声振频谱
验 证
板件结构优化和阻尼片布置 板件声振模态和贡献量分析
4. 声隔离测试分析
车内噪声 空气声(中高频)
结构声(低频)
密 封 是 关 键
相关实验方法
气密性实验
该装置用于轿车仓内漏气量测量，采用低噪声风机，抽取气 体，加注到轿车仓内，手动调节风机变频器改变空气流量， 保持一定的压力，通过空气流量计测量轿车仓内的正压泄露 量。
1）用实部和虚部表示；
2）用幅值和相位表示。
实频特性： C ( f ) 幅频特性：
虚频特性： D( f )
2 2
H( f ) C ( f ) D ( f )
相频特性： ( f
) tg [ D( f ) / C ( f )]
1
H 1、H 2、H 3、H 4 在实际计算中，传递函数有四种计算方法，称为 H1
估计方法，其中 H 1、H 2 估计是传递函数的有偏估计，H 3、H 4估计
是传递函数的无偏估计。实际使用中， 递函数计算方法。 估计是应用最广泛的传
传递函数的 H 1 估计算法：
Y ( f ) Y ( f ) X ( f ) Gxy ( f ) H1 ( f ) X ( f ) X ( f ) X ( f ) Gxx ( f )
原装车状态 油管连接拆除后
43.6 43.4 43.3 42.6
dB(A)
排气管连接拆除后 油管、排气管连接均拆 除后
驾驶员内耳
后排乘车内耳
排气管 采用消去法找到声 源后效果明显！
•消去法+频谱分析法
汽车(NVH)测试与分析ppt课件
定义为： H ( f ) Y ( f ) C( f ) jD( f ) X( f )
55
相干函数(凝聚函数)定义为： 2
rxy
(
f
)
Gxy ( f ) Gxx ( f )Gyy
(
f
)
式中：Gxx ( f )、Gyy ( f ) 分别为输入和输出信号的自谱，
Gxy ( f ) 为输入信号与输出信号的互谱。
(2) 汽车的NVH性能已被越来越多的用户所重视，用户 需求是企业动力 ；
(3) 良好的NVH性能是汽车企业竞争力的体现，高档汽 车对NVH 性能要求很高；
(4) 噪音污染是三大污染之一，国家制定法规和标准来 控制噪声的污染和对人体的危害。
7
8
3. 汽车噪声法规和标准
GB1495-2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》
33
94dB(A)
34
35
36
37
38
39
40
41
2. 测试中的信号处理
•频谱分析
频谱分析是现代信号处理技术最基本和最常用的方法之 一，在机械、电力、图像处理、电子对抗、仪器仪表等 许多领域的生产实践和科学研究中获得极为广泛的应用42 。
在时频域的转化关系中设：
fs
采样频率
N
采样点数，FFT和谱分析点数
汽车振动与噪声(NVH)测试与分析
华南理工大学 机械与汽车工程学院 丁 康 教授
2012年10பைடு நூலகம்9日
1
主要内容
第一部分：汽车NVH概述 第二部分：汽车NVH测试内容 第三部分：NVH测试实例
2
第一部分：汽车NVH概述
1. NVH的定义 2. 必要性和意义 3. 汽车噪声法规和标准 4. 汽车NVH的分类和控制方法 5. 我国汽车NVH研发设计水平 6. 国内外汽车噪声预测理论方法
55
相干函数(凝聚函数)定义为： 2
rxy
(
f
)
Gxy ( f ) Gxx ( f )Gyy
(
f
)
式中：Gxx ( f )、Gyy ( f ) 分别为输入和输出信号的自谱，
Gxy ( f ) 为输入信号与输出信号的互谱。
(2) 汽车的NVH性能已被越来越多的用户所重视，用户 需求是企业动力 ；
(3) 良好的NVH性能是汽车企业竞争力的体现，高档汽 车对NVH 性能要求很高；
(4) 噪音污染是三大污染之一，国家制定法规和标准来 控制噪声的污染和对人体的危害。
7
8
3. 汽车噪声法规和标准
GB1495-2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》
33
94dB(A)
34
35
36
37
38
39
40
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2. 测试中的信号处理
•频谱分析
频谱分析是现代信号处理技术最基本和最常用的方法之 一，在机械、电力、图像处理、电子对抗、仪器仪表等 许多领域的生产实践和科学研究中获得极为广泛的应用42 。
在时频域的转化关系中设：
fs
采样频率
N
采样点数，FFT和谱分析点数
汽车振动与噪声(NVH)测试与分析
华南理工大学 机械与汽车工程学院 丁 康 教授
2012年10பைடு நூலகம்9日
1
主要内容
第一部分：汽车NVH概述 第二部分：汽车NVH测试内容 第三部分：NVH测试实例
2
第一部分：汽车NVH概述
1. NVH的定义 2. 必要性和意义 3. 汽车噪声法规和标准 4. 汽车NVH的分类和控制方法 5. 我国汽车NVH研发设计水平 6. 国内外汽车噪声预测理论方法
汽车NVH分析方法浅析
汽车NVH分析方法浅析摘要：汽车在正式量产下线前会对车内噪音情况进行严格的管控，寻找到噪音源一直是 NVH 审核时的难点。
文章介绍了针对旋转器件产生的噪音现象进行的 NVH 分析，如何对分析软件的参数进行设置，以及主要参数在分析中所代表的意义，最后根据某车型噪音阶次分析结果寻找到噪音源。
关键词：NVH；阶次分析；旋转噪音1 阶次跟踪分析原理1.1 什么是阶次在讨论阶次跟踪分析原理之前我们需要搞清楚什么是阶次。
对于我们所关心的旋转部件噪音分析而言，阶次可以看作是旋转部件每旋转一圈所产生的事件次数。
阶次为旋转部件的固定属性，以数字的形式进行表示。
当零件在旋转时，会产生一定的响应事件发生，比如一个30齿的齿轮，它旋转一圈，啮合这个响应事件就会发生30次。
如果我们把激励该齿轮旋转的齿轮定义为参考轴一阶次的话，那么这个30齿的齿轮的阶次即30阶次。
所以阶次就是旋转部件产生的事件相对于转速的倍数。
显然阶次是独立于转速的，对转速保持不变。
这一特性对于我们确定噪音源零件非常有帮助。
1.2 阶次跟踪阶次跟踪分析技术，其目的在于将等时间间隔采样的噪音信号转化为等角度采样的噪音信号，根据信号的频率变化对信号进行变速率采样，保证在每一个采样周期内都会有相同的采样点，这种跟踪激励源转速变化而相应改变采样频率的方法便称为阶次跟踪分析法。
假设齿轮旋转一圈采样10次，转速如果提升一倍，那么采样点就会变成 5次，这样一来齿轮旋转一圈产生的信号就没有完全捕获，这种漏采样会导致信号失真。
为避免这种情况的出现，同步采样的需求应运而生，即等角度采样。
还是刚才的例子，我们可以固定采样频率为齿轮每转36度采样一次，这样即可实现齿轮旋转一圈永远可以采样10次，不管激励频率如何改变，我们的采样的结果都不会失真。
这种为了信号在各个采样周期里都会有相同数量采样机会的等角度采样分析法就是阶次跟踪分析。
常针对旋转机械在某些工况下产生的噪音进行分析。
2 噪音文件采集2.1 采集设备采样频率fs大于信号中最高频率的2倍时，采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的2.56~4倍。
汽车NVH常见问题分析及故障诊断思路(四)
检查项目1. 检査传动轴外观(损伤/ 变形/装配松动/平衡块脱 落等）2. 检査传动轴中央轴承装 配位置.（图A )3. 检査传动轴十字节(卡滞 /松动/相位角）.4. 测量差速器法兰跳度. (图B )5. 检査传动轴动平衡，若无 动平衡测量仪，则与同型正 常车做替换实验.（图C )通过测量，发现在车速100km /h 、发动机转速3600r/min 时，异响最强，其峰值频率为60Hz 。
E /G 不平衡时的振动频率E/G 转速 r/m in 360060Hz" 60s "" 60 -传动轴不平衡时的振动频率E/G 转速 r /m in360060s X 变速器齿轮比” = 60Hz60X 1计算结果为：发 动机不平衡的振 动频率与传动轴 不平衡的振动频 率一样。
但是由 于异响在E /G 高 速空转时并不出 现，所以，判定 传动轴的不平衡 是振动力的来源。
(B o d y VIDTi症状描述车速100km /h 时，方向盘开始发抖：车速120km/h 时， 方向盘发抖现象最为严重。
VLateral shake(Body and seat vibrateright and left)通过测量，发现方向盘 在车速120k m /h 时振动最大，该峰值频率为18H z 。
轮胎不平衡时的振动频率_车速 <k m /h >x 1000m2tr X轮胎半径(m > X 3600<s e c .>120 X 1000代…0.3 X 3600注：设该车轮胎半径为0.3米因为计算得出的 频率与振动仪测 出的频率相吻合,故推测是轮胎相 关的因素引起了方向盘摆振。
检査项目1. 车辆状态检査（轮胎/轮毂/转向相关/悬架相关）2. 轮毂轴承和轮毂接续部位检査（间隙/装配不良等）3.测量轮胎圆跳度（纵向/横向跳度）.（图A )4.测量轮毂偏摆.（图B )5.测量轮毂轴承偏摆.（图C )6.测量轮胎动平衡.（图D )7.检査四轮定位.高惠民(本刊编委会委员）曾任江苏省常州外汽丰田汽车销售服务有限公司技术总监，江苏技术师范学 院、常州机电职业技术学院汽车工程运用系专家委员，高级技师。
NVH汇报要懂的行话
NVH汇报要懂的行话
抖动(Shake)：车辆的振动，在方向盘、地板及仪表板上，频率大约在10到35Hz的低频振动，手脚接触会有麻感。
跳动：车辆或发动机上下颠簸的振动，通常是它们的低频刚体运动。
晃动：车辆或发动机左右摇摆的振动，通常是它们的低频刚体运动。
耸动：车辆或发动机前后窜动的振动。
扭动(Nibble)：通常是指方向盘的扭转振动，它是由车轮的不平衡和转向系统的共振一起诱发的。
语音清晰度(AI)：是车内乘客间对话的可听清晰度。
结构噪声(Structure：borne Noise)：由结构振动引发的低频噪声，通常是在20到500Hz的范围内。
汽车 车身NVH基本原理及方案资料
车身刚度主要分为整体刚度和局部刚度，而车身刚度设计是车身NVH性能的 基本要素。高刚度和轻量化指标成为车身开发中日益发展的趋势。
与整车动力学相关的车身结构基本性能指标是车身刚度，与整车NVH性能、 疲劳耐久和操稳性能密切相关。
一般，通过合理的整车模态匹配和车身振型调制等方法，设计开发车身结构 的整体和局部刚度，以达到良好的整车振动水平和操稳性能。
目前，车身NVH性能开发已广泛地利用CAE 工具，大大地降低了开发成 本，缩短开发周期，提高了车身NVH开发的精准性。对于车身低频NVH问题 （5～ 150Hz）主要利用有限元法(FEA) 和边界元 ，中频问题（150～ 400Hz） 可采用FEA与试验结合的混合模型法(Hybrid Model)，利用统计能量分析 （SEA ）可分析高频(>400Hz)的噪声问题。
目
录
第一部分：汽车车身NVH概述 第二部分：车身结构NVH控制 第三部分：车身声学包装 第四部分：车身ＮＶＨ灵敏度控制 第五部分：低风噪车身设计 第六部分：车身声品质控制
1. 车身结构与NVH问题 2. 车身NVH性能的传递路径分析
• 结构声对车身的传递 • 空气声对车身的传递 3. 车身模态分离 4. 车身ＮＶＨ的目标体系 5. 车身ＮＶＨ研究的内容
车身的整体刚度指标是汽车开发中的基础指标，也是整车NVH性能、碰撞安全、 疲劳耐久和异响控制等性能的基础指标。对参考车型的车身刚度对标分析，可以为新 车型开发的车身指标设定提供参考。
通常，C级以上车型的静弯曲刚度指标：>11000 N/mm； 静扭转刚度指标：>1000 KNm/rad；
此外，整车与白车身的静弯曲/扭转刚度指标分别相差在10～20%和3～8%之间， 天窗结构会降低约11%左右的车身扭转刚度。
新能源汽车NVH问题分析和探讨
新能源汽车NVH问题分析和探讨总结新能源汽车NVH 问题概述5 主要内容13 动力模式切换时的NVH 问题探讨 2 电动总成悬置的匹配设计4 电器附件的NVH 问题新能源汽车概述新能源汽车是应对能源和环境的挑战。
更低的油耗和更少的污染物排放。
混合动力系统纯电动汽车燃料电池汽车纯电动汽车的NVH 问题减速器啸叫和电机啸叫附件噪声 中低频路噪电池和冷却系统悬架的适应性调整动力系统的变化与动力相适应的电附件混合动力汽车构型和NVH问题P0 BSG电机P1 ISG电机P2 变速器内与发动机之间有离合器P3 变速器之后P4 驱动桥上200.000.00Hz14.000.00sTime50.000.00dB(A)Pa44.15AutoPower DR (A) WF 29 [0-14 s]100.000.00Hz14.000.00sTime-20.00-120.00dBgAutoPower Mount LF_act:-X WF 29 [0-14 s]混动模式纯电模式混动模式纯电模式纯电模式振动噪声纯电模式新能源汽车典型的NVH问题概述电机和减速器的啸叫2、模式转换带来的瞬态NVH问题1、激励源特性的改变、悬置系统改变3、电动化附件带来的噪声和振动问题增加的路噪和突出的风噪电动总成的外特性与内燃机对比转速力矩电机内燃机电机：重量轻，扭矩大 低速扭矩大；汽油机： 较电机重量大扭矩最大值在中速段；电动总成悬置刚度应考虑低速段电机扭矩大的问题二级往复惯性力燃烧力沿着曲轴扭矩波动Z向往复惯性力T平均扭矩rT波动扭矩旋转机械，平均扭矩大，但波动扭矩很小。
VS往复惯性力扭矩波动很小电动总成的激励特性与内燃机对比电动总成的质量特性与传统动力的比较MassJxx （kgm^2） Jyy （kgm^2） Jzz （kgm^2）185.96.914.112.9Jxy （kgm^2） Jyz （kgm^2） Jxz （kgm^2）1.60.71.4MassJxx （kgm^2） Jyy （kgm^2） Jzz （kgm^2）63.3kg'0.470.911.25Jxy （kgm^2） Jyz （kgm^2） Jxz （kgm^2）0.320.27-0.19电动总成传统动力电动总成悬置设计考虑的问题特征一、低速扭矩大：1、悬置器件刚度应具备抗冲击的要求；2、悬置的布局应适有利于控制电机扭矩突变；3、橡胶器件结构做相应的调整特征二、无惯性力、扭矩波动小、无怠速工况：4、对悬置系统的固有频率不做严格要求；5、对解耦度不严格要求；但仍要考虑支架强度和总成的工况特性。
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NVH分析培训一
动力学培训内容介绍
1.模态分析 2.频率响应分析 3.瞬态响应分析 4.强迫运动 5.随机响应分析
一、模态分析 • 求解器：103 • 质量矩阵形式：MSC认为耦合质量比集中质量更精确，在 动力分析里出于对计算速度的考虑，更倾向于使用集中质 量。 • 使用方法：用PARAM，COUPMASS，1选择耦合质量； 缺省为集中质量。 • 求解方法：推荐的Lanczos方法。 • EIGRL卡片
• 频率响应分析中的定义卡 FREQ卡定义的是离散的激励频率。 FREQ1定义的是起始频率fstart，频率增量与增量的数量。 FREQ2定义的是起始频率fstart，终了频率和对数间隔的数 量。 FREQ3定义的是频率范围F1、F2和在两者之间使用线性 或对数插值的频率个数。 FREQ4在每个谐振频率处指定一个频率值，并在该值附近 指定等间距分布的激励频率的数量。 FREQ5指定的是一个频率范围以及此范围内自然频率的比 值。
• • • •
PARAM，LFREQ 给出保留模态频率的下限 PARAM，HFREQ 给出保留模态频率的上限 PARAM，LMODES 给出被保留的最低频率模态的数量。 载荷卡片：
时变载荷 TLOAD1（与表联用）
载荷类型（力、力矩或者强迫位 移、速度、加速度）
DAREA或SPCD入口
指定表的号
• TLOAD2
G 1 1 B B1 B 2 K GEKE W3 W4
• G＝整体结构的阻尼系数（PARAM，G） W3＝感兴趣的整体结构阻尼转化频率－弧度/秒（PARAM， W3） W4感兴趣的单元结构阻尼转化频率－弧度/秒（PARAM， W4） KE＝单元刚度矩阵 由于瞬态分析不允许出现复系数。所以，结构阻尼通过等 效的粘性阻尼来施加。即PARAM，G和PARAM，W3同 时定义。 模态法的特点：模态截断。一般模态法并不需要计算所有的 模态，对于动力响应计算，经常仅需要最低的几阶模态就 足够了。
• • • • • • • • • • • • • • •
SOL 109 TIME 30 CEND TITLE = TRANSIENT RESPONSE WITH BASE EXCITATION SUBTITLE = USING DIRECT TRANSIENT METHOD, NO REDUCTION ECHO = UNSORTED SPC = 200 SET 111 = 23, 33 DISPLACEMENT (SORT2) = 111 VELOCITY (SORT2) = 111 ACCELERATION (SORT2) = 111 SUBCASE 1 DLOAD = 500 TSTEP = 100 $
• 例：在前一例子中的平板受不同频率激励载荷作用下的频 率响应。在20到1000HZ范围内使用20HZ的频率步长，并 取结构阻尼为g=0.06。
• • • • • • • • • • • •
SOL 108 TIME 30 CEND TITLE = FREQUENCY RESPONSE DUE TO UNIT FORCE AT TIP ECHO = UNSORTED SPC = 1 SET 111 = 11, 33, 55 DISPLACEMENT(SORT2, PHASE) = 111 SUBCASE 1 DLOAD = 500 FREQUENCY = 100 $
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
BEGIN BULK PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, 0.00259 $（使用重量单位） $ $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING $ PARAM, G, 0.06 $ $ APPLY UNIT FORCE AT TIP POINT $ RLOAD2, 500, 600, , ,310 $ DAREA, 600, 11, 3, 1.0 $ TABLED1, 310, , 0., 1., 1000., 1., ENDT $ $ SPECIFY FREQUENCY STEPS $ FREQ1, 100, 20., 20., 49 $ ENDDATA
静态载荷标识
与TLOADi中对应
温度载荷标识
• 例：
• 该结构受到随时间变化的激励作用：1磅/平方英寸的压力 载荷作用在整个板的表面，以250HZ的频率变化；一个50 磅的力加在顶端的角上，其变化频率也是250HZ，但与压 力载荷有180度的相位差。两个时间的动力载荷都只持续 作用0.008秒。作用g=0.06的结构阻尼，并把它转化为频 率为250HZ的等效粘性阻尼。对该结构进行0.04秒的瞬态 分析。
时间步数 作用时间
四、强迫运动
• 用于分析带有地基加速度、位移和速度的输入的受约束结 构。 • 直接指定法 • 例：一端固支的矩形结构，在地基上受到沿Z方向频率为 250HZ的单位正弦脉冲加速度作用，使用直接方法，确定 该结构的瞬态响应。在地基上施加1000lb的大质量，使用 的结构阻尼系数：g=0.06，并将此阻尼转化为在250HZ下 的等效粘性阻尼。
文件输出类型控制 param ,post ,-1 结果类型输出控制
ECHO=NONE
DISPLACEMENT=ALL ESE=ALL
其他控制命令
AUTOSPC=YES scr=yes init dball logi=(1（20GB),2(20GB),3（30GB)) DOMAINSOLVER=(PARTOPT=DOF)
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• •
SOL 109 TIME 30 CEND TITLE= TRANSIENT RESPONSE WITH TIME DEPENDENT PRESSURE AND POINT LOADS SUBTITLE= USE THE DIRECT METHOD ECHO= PUNCH SPC= 1 SET 1= 11, 33, 55 DISPLACEMENT= 1 SUBCASE 1 DLOAD= 700 $ SELECT TEMPORAL COMPONENT OF TRANSIENT LOADING （必须） LOADSET= 100 $ SELECT SPACIAL DISTRIBUTION OF TRANSIENT LOADING（可选） TSTEP= 100 $ SELECT INTEGRATION TIME STEPS （必须） $
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
BEGIN BULK PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, 0.00259 $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING PARAM, G, 0.06 PARAM, W3, 1571. $ APPLY EDGE CONSTRAINTS $ SPC1, 200, 12456, 1, 12, 23, 34, 45 $ $ PLACE BIG FOUNDATION MASS (BFM) AT BASE $ CMASS2, 100, 1000., 23, 3 $ $ RBE MASS TO REMAINING BASE POINTS $ RBE2, 101, 23, 3, 1, 12, 34, 45 $ $ APPLY LOADING TO FOUNDATION MASS $ TLOAD2, 500, 600, , 0, 0.0, 0.004, 250., -90. $ DAREA, 600, 23, 3, 2.588 $ $ SPECIFY INTEGRATION TIME STEPS $ TSTEP, 100, 200, 2.0E-4, 1 ENDDATA
五、随机响应分析
• 随机振动是只能在统计意义下描述的振动。在任 何给定的时刻，其振动的幅值都不是确切可知的； 而相反，其振动幅值的统计特性（平均值、标准 偏差）是给定的。 • 随机响应分析需要的输入 执行控制段 求解器：直接法（108）、模态法（111） 工况控制段 RANDOM（选择模型数据集中的RANDPS、 RANDT输入卡以及有关频率响应的输入卡，该段 必须在子工况的上面出现） 模型数据集段 RANDPS（功率谱密度的详细说明）
• 激励的定义：与瞬态响应中TLOAD对应，在频率响应中 为RLOAD。其中RLOAD1是按照实部与虚部的形式来定 义频变载荷；RLOAD2按幅值和相位的形式来定义频变载 荷。 • 几点考虑：如果激励的最高频率比系统的最低谐振频率小 得多，那么使用静态分析就足够了；阻尼很小的结构在激 励频率接近于谐振频率的时候，会表现出很大的动力响应。 在这样的问题中，模型上一个小的改动（或仅换一台电脑 来计算）都可能产生响应的明显变化；如果希望对峰值响 应进行充分的预测，必须使用足够好的频率步长（Δ f）。 对每个半能带宽至少使用5个点。
三、瞬态响应分析
• 分析目的：计算时变激励载荷作用下结构的动力行为。 载荷的形式可以是外力或强迫运动。 • 两种数值方法：直接法和模态法。直接法对全部耦合的 运动方程进行直接数值积分来求解；而模态法则是利用 结构的振型来对耦合的运动方程进行缩减和解耦，然后 再由单个模态响应的叠加得到问题的最终解答。 • 求解器：直接法 SOL 109；模态法 SOL 112 • 直接瞬态响应中的阻尼
•
RANDT1（频率响应的自相关时间滞后卡）
• 例：对于板模型，在Z方向强加一个基础运动，该运动由 表中的功率谱密度来描述。使用在边界上附加大质量的模 态方法（通过RBE2卡） • 需要确定下列计算内容： • 在激励位置（大质量）处的响应位移及加速度的功率谱密 度。 • 在自由边的中心及拐角处的位移功率谱密度。（节点33和 35） • 假设在整个频率范围内的临界阻尼比率为固定值3%。
二、频率响应分析
• 频率响应分析是计算在稳态振动激励作用下结构动力响应 的一种方法（比如偏心旋转部件在一组转动频率下的旋转 分析）。 • 在频率响应分析中，激励载荷是在频域中明确定义的，所 有外力在每一个指定的频率上都是已知的。而力的形式可 以是外力、也可以是强迫运动。 • 与瞬态分析一样，也有两种方法供选用：直接法和模态法。 对应的求解器为SOL108、SOL111。
动力学培训内容介绍
1.模态分析 2.频率响应分析 3.瞬态响应分析 4.强迫运动 5.随机响应分析
一、模态分析 • 求解器：103 • 质量矩阵形式：MSC认为耦合质量比集中质量更精确，在 动力分析里出于对计算速度的考虑，更倾向于使用集中质 量。 • 使用方法：用PARAM，COUPMASS，1选择耦合质量； 缺省为集中质量。 • 求解方法：推荐的Lanczos方法。 • EIGRL卡片
• 频率响应分析中的定义卡 FREQ卡定义的是离散的激励频率。 FREQ1定义的是起始频率fstart，频率增量与增量的数量。 FREQ2定义的是起始频率fstart，终了频率和对数间隔的数 量。 FREQ3定义的是频率范围F1、F2和在两者之间使用线性 或对数插值的频率个数。 FREQ4在每个谐振频率处指定一个频率值，并在该值附近 指定等间距分布的激励频率的数量。 FREQ5指定的是一个频率范围以及此范围内自然频率的比 值。
• • • •
PARAM，LFREQ 给出保留模态频率的下限 PARAM，HFREQ 给出保留模态频率的上限 PARAM，LMODES 给出被保留的最低频率模态的数量。 载荷卡片：
时变载荷 TLOAD1（与表联用）
载荷类型（力、力矩或者强迫位 移、速度、加速度）
DAREA或SPCD入口
指定表的号
• TLOAD2
G 1 1 B B1 B 2 K GEKE W3 W4
• G＝整体结构的阻尼系数（PARAM，G） W3＝感兴趣的整体结构阻尼转化频率－弧度/秒（PARAM， W3） W4感兴趣的单元结构阻尼转化频率－弧度/秒（PARAM， W4） KE＝单元刚度矩阵 由于瞬态分析不允许出现复系数。所以，结构阻尼通过等 效的粘性阻尼来施加。即PARAM，G和PARAM，W3同 时定义。 模态法的特点：模态截断。一般模态法并不需要计算所有的 模态，对于动力响应计算，经常仅需要最低的几阶模态就 足够了。
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SOL 109 TIME 30 CEND TITLE = TRANSIENT RESPONSE WITH BASE EXCITATION SUBTITLE = USING DIRECT TRANSIENT METHOD, NO REDUCTION ECHO = UNSORTED SPC = 200 SET 111 = 23, 33 DISPLACEMENT (SORT2) = 111 VELOCITY (SORT2) = 111 ACCELERATION (SORT2) = 111 SUBCASE 1 DLOAD = 500 TSTEP = 100 $
• 例：在前一例子中的平板受不同频率激励载荷作用下的频 率响应。在20到1000HZ范围内使用20HZ的频率步长，并 取结构阻尼为g=0.06。
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SOL 108 TIME 30 CEND TITLE = FREQUENCY RESPONSE DUE TO UNIT FORCE AT TIP ECHO = UNSORTED SPC = 1 SET 111 = 11, 33, 55 DISPLACEMENT(SORT2, PHASE) = 111 SUBCASE 1 DLOAD = 500 FREQUENCY = 100 $
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BEGIN BULK PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, 0.00259 $（使用重量单位） $ $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING $ PARAM, G, 0.06 $ $ APPLY UNIT FORCE AT TIP POINT $ RLOAD2, 500, 600, , ,310 $ DAREA, 600, 11, 3, 1.0 $ TABLED1, 310, , 0., 1., 1000., 1., ENDT $ $ SPECIFY FREQUENCY STEPS $ FREQ1, 100, 20., 20., 49 $ ENDDATA
静态载荷标识
与TLOADi中对应
温度载荷标识
• 例：
• 该结构受到随时间变化的激励作用：1磅/平方英寸的压力 载荷作用在整个板的表面，以250HZ的频率变化；一个50 磅的力加在顶端的角上，其变化频率也是250HZ，但与压 力载荷有180度的相位差。两个时间的动力载荷都只持续 作用0.008秒。作用g=0.06的结构阻尼，并把它转化为频 率为250HZ的等效粘性阻尼。对该结构进行0.04秒的瞬态 分析。
时间步数 作用时间
四、强迫运动
• 用于分析带有地基加速度、位移和速度的输入的受约束结 构。 • 直接指定法 • 例：一端固支的矩形结构，在地基上受到沿Z方向频率为 250HZ的单位正弦脉冲加速度作用，使用直接方法，确定 该结构的瞬态响应。在地基上施加1000lb的大质量，使用 的结构阻尼系数：g=0.06，并将此阻尼转化为在250HZ下 的等效粘性阻尼。
文件输出类型控制 param ,post ,-1 结果类型输出控制
ECHO=NONE
DISPLACEMENT=ALL ESE=ALL
其他控制命令
AUTOSPC=YES scr=yes init dball logi=(1（20GB),2(20GB),3（30GB)) DOMAINSOLVER=(PARTOPT=DOF)
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SOL 109 TIME 30 CEND TITLE= TRANSIENT RESPONSE WITH TIME DEPENDENT PRESSURE AND POINT LOADS SUBTITLE= USE THE DIRECT METHOD ECHO= PUNCH SPC= 1 SET 1= 11, 33, 55 DISPLACEMENT= 1 SUBCASE 1 DLOAD= 700 $ SELECT TEMPORAL COMPONENT OF TRANSIENT LOADING （必须） LOADSET= 100 $ SELECT SPACIAL DISTRIBUTION OF TRANSIENT LOADING（可选） TSTEP= 100 $ SELECT INTEGRATION TIME STEPS （必须） $
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BEGIN BULK PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, 0.00259 $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING PARAM, G, 0.06 PARAM, W3, 1571. $ APPLY EDGE CONSTRAINTS $ SPC1, 200, 12456, 1, 12, 23, 34, 45 $ $ PLACE BIG FOUNDATION MASS (BFM) AT BASE $ CMASS2, 100, 1000., 23, 3 $ $ RBE MASS TO REMAINING BASE POINTS $ RBE2, 101, 23, 3, 1, 12, 34, 45 $ $ APPLY LOADING TO FOUNDATION MASS $ TLOAD2, 500, 600, , 0, 0.0, 0.004, 250., -90. $ DAREA, 600, 23, 3, 2.588 $ $ SPECIFY INTEGRATION TIME STEPS $ TSTEP, 100, 200, 2.0E-4, 1 ENDDATA
五、随机响应分析
• 随机振动是只能在统计意义下描述的振动。在任 何给定的时刻，其振动的幅值都不是确切可知的； 而相反，其振动幅值的统计特性（平均值、标准 偏差）是给定的。 • 随机响应分析需要的输入 执行控制段 求解器：直接法（108）、模态法（111） 工况控制段 RANDOM（选择模型数据集中的RANDPS、 RANDT输入卡以及有关频率响应的输入卡，该段 必须在子工况的上面出现） 模型数据集段 RANDPS（功率谱密度的详细说明）
• 激励的定义：与瞬态响应中TLOAD对应，在频率响应中 为RLOAD。其中RLOAD1是按照实部与虚部的形式来定 义频变载荷；RLOAD2按幅值和相位的形式来定义频变载 荷。 • 几点考虑：如果激励的最高频率比系统的最低谐振频率小 得多，那么使用静态分析就足够了；阻尼很小的结构在激 励频率接近于谐振频率的时候，会表现出很大的动力响应。 在这样的问题中，模型上一个小的改动（或仅换一台电脑 来计算）都可能产生响应的明显变化；如果希望对峰值响 应进行充分的预测，必须使用足够好的频率步长（Δ f）。 对每个半能带宽至少使用5个点。
三、瞬态响应分析
• 分析目的：计算时变激励载荷作用下结构的动力行为。 载荷的形式可以是外力或强迫运动。 • 两种数值方法：直接法和模态法。直接法对全部耦合的 运动方程进行直接数值积分来求解；而模态法则是利用 结构的振型来对耦合的运动方程进行缩减和解耦，然后 再由单个模态响应的叠加得到问题的最终解答。 • 求解器：直接法 SOL 109；模态法 SOL 112 • 直接瞬态响应中的阻尼
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RANDT1（频率响应的自相关时间滞后卡）
• 例：对于板模型，在Z方向强加一个基础运动，该运动由 表中的功率谱密度来描述。使用在边界上附加大质量的模 态方法（通过RBE2卡） • 需要确定下列计算内容： • 在激励位置（大质量）处的响应位移及加速度的功率谱密 度。 • 在自由边的中心及拐角处的位移功率谱密度。（节点33和 35） • 假设在整个频率范围内的临界阻尼比率为固定值3%。
二、频率响应分析
• 频率响应分析是计算在稳态振动激励作用下结构动力响应 的一种方法（比如偏心旋转部件在一组转动频率下的旋转 分析）。 • 在频率响应分析中，激励载荷是在频域中明确定义的，所 有外力在每一个指定的频率上都是已知的。而力的形式可 以是外力、也可以是强迫运动。 • 与瞬态分析一样，也有两种方法供选用：直接法和模态法。 对应的求解器为SOL108、SOL111。