汽车动态舒适性的分析技术及应用

模态试验分析对解决汽车振动问题的应用时磊【摘要】针对某车辆在行驶试验时,在车速57 km/h时出现低频5.4 Hz的驾驶室异常振动的现象,振动形式为俯仰振动,人体乘坐舒适性主观感觉很差.先后采用多种常规振动分析试验方法对该车进行振动分析,也未能分析出引起驾驶室异常振动的原因.最后对该车的车架和驾驶室进行模态试验分析,分析判断得出该车在行驶时驾驶室异常振动的频率与车架整体一阶弯曲时的接近,由此判断该车驾驶室异常振动是由车架整体-阶弯曲引起的.根据试验分析结果,文章最后对某车问题的改进方案综合评价后提出了合理的改进方案.【期刊名称】《汽车科技》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】5页(P22-26)【关键词】模态分析;驾驶室异常振动;模态参数;车架整体一阶弯曲;乘坐舒适性等【作者】时磊【作者单位】东风汽车有限公司东风商用车技术中心,武汉43005【正文语种】中文【中图分类】U467.1+3随着人们对汽车NVH（噪声、振动和乘坐的舒适性）等动态性能的要求程度越来越高，据权威部门调查“NVH的好坏是顾客购买汽车的一个非常重要的因素，在所有顾客不满意的问题中,约有1/3是与NVH有关，约1/5的售后服务与NVH有关”，但是汽车在运行过程中，时刻都在承受着机械运动等动态负荷，这就要求汽车研发人员在研发时必须保证汽车在动态负荷中的舒适性以及汽车不致损坏。

因此，如何运用好试验测试方法和工具，为研发相关部门提供可靠的数据依据和建议，研发出舒适性水平较高的汽车成为研发试验人员面临的首要任务。

解决汽车NVH动态性能问题，就必须了解汽车结构的动态分析，是汽车研发过程中的最基本和最重要的环节，而在解决汽车振动问题的众多试验方法中，模态试验分析是解决结构动态特性的重要方法，也是结构系统诸多动态行为研究和判断的依据，此外，我们研究的随机振动分析，频率域反应分析等，均需应用模态分析的结果作为基础数据。

因此，模态试验分析能在汽车早期开发过程中及时发现汽车存在的问题，为提高汽车整车的NVH动态性能指明了方向。

CAE技术及其在汽车行业中的应用宋新旺(金陵科技学院机电工程学院，江苏南京211169)摘要：汽车CAE技术对降低产品开发成本、缩短产品研发周期具有重要的意义，改变了汽车研发的传统模式，国外汽车CAE技术的应用已经十分成熟，几乎渗透到了汽车开发的各个环节。

随着国内汽车自主研发能了的快速发展，汽车CAE技术作为整车开发中的核心技术之一，已经引起了主机厂足够的重视，掌握和利用好汽车CAE技术是缩短和赶超国外先进水平的关键。

关键词：CAE技术应用领域汽车行业是一个告诉发展的行业，其竞争也日趋激烈，新产品推出的速度也越来越快，这也对CAE应用提出了越来越多的要求。

CAE技术为汽车行业的高速发展提供了有力的技术保障，为企业带来了巨大的经济效益。

一、CAE技术简介1、CAE技术及CAE软件计算机辅助设计、计算机辅助制造技术已经在一些大中型企业里得到应用，并取得比较好的成绩。

计算机辅助制造技术包括：1、CAD——计算机辅助没计2、CAM——计算机辅助制造3、CAE——计算机工程分析。

以上三种计算机辅助制造技术并不完全是独立的制造辅助技术，他们通过各种软件进行交叉分析，力图实现设计与分析的一体化，以简化设计过程，从而提升产品的品质，改善产品的性能。

例如，CAD软件重在制作二维和三维的图形，以表现事物的主要特征。

对于物体的内部特征，CAD软件往往用剖视图对模型进行剖视。

但是这种表示方法并不能直观的体现复杂机构的内部构成，不利于机械的设计与进一步的改进。

这时就要建立物体的三维模型，对物体图形直接进行CAE分析。

此时，CAD/CAE技术就很好的解决了工程设计与计算相脱节的问题，对实现并进行工程设计提供了技术基础。

在互相结合交叉发展的同时，CAD,CAM,CAE又分别在自己的领域进行突破性的发展。

在这三者之中，C A E软件的主要功能是借助计算机，实现在产品生产以前对设计方案进行精确试验、分析和论证——即利用CAE技术进行真实模拟。

汽车有限元法概述有限元法（Finite Element Method，FEM）是一种工程数值分析方法，广泛应用于汽车工程领域，用于模拟和预测汽车结构在受力下的行为和性能。

本文将对汽车有限元法进行概述。

有限元法的基本原理是将连续结构离散化为有限个子结构，每个子结构称为有限元。

每个有限元内的应力和变形可以用简单的方程表示。

通过求解这些方程，可以推导出整个结构的应力和变形情况。

汽车有限元法主要有以下几个步骤：1.建模：将汽车的零部件、结构和系统进行建模，将其分割成有限元。

这个过程需要根据实际情况选择适当的网格划分和元素类型。

常见的元素包括线元素、面元素和体元素。

建模的准确性和合理性对于后续的分析和计算结果具有重要影响。

2.边界条件：确定模型的边界条件，包括支撑条件和外部加载条件。

支撑条件包括固定支撑和弹性支撑。

外部加载条件包括重力、加速度、风压等。

准确描述和设置边界条件是模拟计算的关键步骤。

3.材料特性：为每种材料分配相应的材料特性参数。

常见的材料特性包括弹性模量、泊松比、材料密度等。

这些参数将决定材料在受力下的行为和响应。

4.模拟计算：利用有限元软件对建模后的汽车结构进行计算和模拟。

通过求解每个有限元的位移和应变，再结合材料特性进行力学分析，得到汽车结构在受力下的应力和变形情况。

5.结果评估：根据计算得到的应力和变形结果，对汽车结构的强度、刚度、耐久性等性能进行评估和分析。

如果发现问题或不合理现象，可以进行模型修正和参数优化，以提高结构的性能。

在汽车工程领域，有限元法主要应用于以下几个方面：1.结构强度分析：通过有限元法，可以对汽车结构的强度进行评估和分析。

例如，分析车身在碰撞时的变形情况，以及主要部件在受力下的应力情况。

2.动态响应分析：有限元法可以模拟汽车在动力加载下的振动和动态响应情况。

例如，模拟车辆在行驶过程中的悬挂系统振动，以及发动机振动对车身的影响。

3.疲劳寿命评估：通过有限元法，可以分析汽车结构在复杂工况下的疲劳寿命。

几种汽车NVH试验方法研究一、本文概述随着汽车工业的迅速发展，消费者对汽车的要求已经不仅仅局限于外观、性能和价格等传统因素，汽车的乘坐舒适性和静谧性（NVH，即Noise、Vibration、Harshness）日益受到重视。

NVH性能是衡量汽车质量的重要指标之一，它直接关联到驾驶者和乘客的乘坐体验。

因此，研究和发展有效的汽车NVH试验方法，对于提升汽车品质和满足消费者需求具有重要意义。

本文旨在对几种常见的汽车NVH试验方法进行研究，分析各方法的优缺点，探讨其在汽车NVH性能评估中的应用。

我们将介绍NVH的基本概念和评估标准，明确试验的目的和重要性。

接着，我们将重点介绍几种常用的NVH试验方法，包括噪声测试、振动测试和冲击测试等，并分析这些方法的原理、操作步骤以及需要注意的事项。

本文还将探讨如何选择合适的试验方法，以提高试验的准确性和效率。

通过本文的研究，我们希望能够为汽车工程师和研发人员提供有益的参考，推动汽车NVH试验方法的不断改进和优化，为汽车工业的可持续发展做出贡献。

二、NVH试验方法的分类与特点NVH（Noise, Vibration, Harshness）试验是评估汽车乘坐舒适性和产品质量的重要手段。

根据不同的试验目的和测试环境，NVH试验方法可以分为多种类型，每种类型都有其独特的特点和应用场景。

道路试验是最直接反映车辆实际运行状况的NVH测试方法。

通过在真实道路环境中驾驶车辆，可以获取到最接近实际使用情况的噪声、振动和冲击数据。

这种方法的优点是结果真实可靠，能够反映车辆在各种路况和速度下的NVH性能。

然而，道路试验的成本较高，且受天气、路况等外部因素影响较大。

实验室试验通常在室内进行，可以控制试验条件，减少外部干扰。

常见的实验室试验包括：半消声室试验：在半消声室中模拟车辆运行环境，通过调整声源和反射面，可以精确测量车辆的噪声水平。

这种方法的优点是测量精度高，可以排除外部噪声的干扰。

第26卷第12期 V ol.26 No.12 工 程 力 学 2009年 12 月 Dec. 2009 ENGINEERING MECHANICS196————————————————收稿日期：2008-06-25；修改日期：2009-08-12作者简介：*常 放(1981―)，男，山西人，博士，从事汽车动态系统CAE 研究(E-mail: changfang@)；吕振华(1961―)，男，宁夏人，教授，博士，博导，从事汽车动态系统CAE 与振动控制、汽车设计理论研究(E-mail: lvzh@)； 郭孔辉(1935―)，男，福建人，教授，博导，中国工程院院士，从事汽车设计理论、汽车动力学，驾驶员模拟与轮胎力学特性研究文章编号：1000-4750(2009)12-0196-08汽车操纵稳定性的CAE 分析技术及应用*常 放1，吕振华1，郭孔辉2(1. 清华大学汽车工程系汽车安全与节能国家重点实验室，北京 100084；2. 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室，吉林 130022)摘 要：基于3种不同类型汽车的多体系统动力学模型，按照有关标准和规范，分别进行了转向盘阶跃角输入、转向盘脉冲角输入、稳态回转行驶工况的汽车操纵稳定性虚拟实验，总结了采用虚拟实验技术进行汽车操纵稳定性仿真分析的方法。

通过对仿真计算结果与实验结果的比较，研究了影响汽车操纵稳定性仿真分析精度的几个重要因素。

进一步采用正交实验设计优化方法，以轿车为例分析了部分弹性元件力学特性参数对转向盘阶越角输入下的整车横摆瞬态特性的影响。

关键词：汽车操纵稳定性；多体系统动力学；CAE 分析；虚拟实验；优化 中图分类号：U461.6 文献标识码：ACAE ANALYSIS TECHNIQUES OF AUTOMOTIVE HANDLING ANDSTABILITY CHARACTERISTICS AND APPLICATIONS*CHANG Fang 1 , LU Zhen-hua 1 , GUO Kong-hui 2(1. State Key Laboratory of Automotive Safety and Energy, Department of Automotive Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China;2. State Key Laboratory of Automobile Dynamic Simulation, Jilin University, Jilin 130022, China)Abstract: Based on the automotive multi-body models of a dynamic system as well as according to corresponding experiment standards, the virtual experiments of automotive handling and stability were carried out under conditions of step steering angle input, stable-state cornering and impulse steering angle input, respectively. The simulation methods of automotive handling and stability characteristics by using virtual experiments techniques were implemented and summarized in details. Some key factors affecting the computation accuracy were studied and checked by comparing both results of the experiments and simulations. The optimization of automotive handling and stability characteristics was tried using method of Design of Experiments, and influences of rubber bushing stiffness to the car steering performance under step steering angle input were investigated. Key words: automotive handling and stability characteristics; multi-body system dynamics; CAE analysis;virtual experiment; optimization传统的汽车操纵稳定性能评价主要通过实验方法来进行，需经过多轮样车试制、反复的实验和设计调整，设计开发周期较长，不仅花费大量人力、经费，而且有些实验因其危险性而难以进行[1]。

汽车NVH分析与控制技术汽车NVH（Noise, Vibration, and Harshness）是指汽车在行驶过程中产生的噪音、振动和不舒适性问题。

这些问题对驾驶员和乘客的舒适性和驾驶体验产生了负面影响，因此，汽车制造商和研发人员致力于开发和应用NVH分析与控制技术，以减少和消除这些问题。

NVH分析是通过测量、评估和模拟汽车系统的噪音、振动和不舒适性，来确定其源头和影响因素。

通过使用专门的测量设备和分析软件，可以对整个汽车系统进行全面的分析，包括发动机、底盘、车身和内饰等组成部分。

通过了解和分析这些数据，工程师可以确定问题的原因，并采取相应的措施进行改进和优化。

NVH控制技术是通过设计和应用适当的材料、结构和技术措施，以减少或消除汽车系统的噪音、振动和不舒适性。

这些技术包括但不限于以下几个方面：1.噪音控制：包括降噪材料的使用，改善发动机和排气系统的设计，优化空调和音响系统的噪音表现等。

此外，还可以通过改进车身隔音效果、密封性能和减震技术，减少路面噪音的传递和产生。

2.振动控制：通过改进结构设计、使用合适的减振材料和技术手段，抑制源头振动的传递和产生。

例如，可以使用减振垫、隔振支撑、悬挂系统优化等方法来减少车辆在高速行驶时的颤动和共振现象。

3.不舒适性控制：通过改进悬挂系统、座椅设计和空调系统，提高座椅的舒适性和乘坐体验。

此外，还可以通过提高座舱空气质量和通风性能，减少疲劳感和不适感。

NVH分析和控制技术的应用，在汽车制造过程中起到了重要的作用。

首先，它可以提高汽车的竞争力和市场价值。

消费者对舒适性和驾驶体验的要求越来越高，汽车制造商可以通过在产品设计和生产过程中应用NVH技术，提供更加舒适、低噪音和低振动的汽车产品。

其次，NVH技术的应用可以提高汽车的安全性能。

噪音和振动往往会干扰驾驶员对环境的感知，并对驾驶员的注意力和反应能力产生负面影响，从而增加事故的风险。

减少噪音和振动可以提高驾驶员对道路状况和其他车辆的感知能力，提高驾驶的安全性能。

cae在汽车设计中的应用CAE（计算机辅助工程）在汽车设计中的应用导语：随着科技的发展和计算机技术的日益成熟，计算机辅助工程（CAE）在汽车设计中的应用越来越广泛。

本文将重点探讨CAE在汽车设计中的应用领域和优势，以及其对汽车设计带来的影响。

一、CAE在汽车设计中的应用领域1. 结构分析：CAE可以通过有限元分析（FEA）来对汽车的结构进行模拟和分析，以评估其强度、刚度和耐久性。

通过对各种载荷情况下的模拟测试，可以帮助设计师优化车身结构，提高整车的安全性和耐久性。

2. 碰撞仿真：通过CAE的碰撞仿真技术，设计师可以在计算机上模拟不同碰撞情况下的车辆行为，以评估车辆的安全性能。

通过对车身和座椅的碰撞仿真，可以优化车辆的结构设计，提高乘员的安全性。

3. 空气动力学分析：CAE可以通过流体力学仿真技术对汽车的空气动力学性能进行模拟和分析。

通过优化车身外形和风道设计，可以降低车辆的风阻系数，提高汽车的燃油经济性和行驶稳定性。

4. 声学分析：通过CAE的声学分析技术，可以对汽车的内部和外部噪声进行模拟和分析。

通过优化车辆的隔音材料和噪声控制装置，可以提高车辆的乘坐舒适性和降低噪声污染。

5. 热流分析：CAE可以通过热流分析技术对汽车的冷却系统和排气系统进行模拟和分析，以评估其热性能。

通过优化散热器和风道设计，可以提高车辆的散热效率，保证发动机的正常运行。

二、CAE在汽车设计中的优势1. 提高设计效率：CAE可以通过模拟和分析技术快速评估各种设计方案的性能，避免了传统试验方法的时间和成本消耗。

设计师可以在计算机上进行多次仿真测试，快速找到最优设计方案，提高设计效率。

2. 降低成本：通过CAE的模拟和分析技术，可以在设计阶段就发现和解决潜在的问题，避免了在实际制造阶段才发现的问题，从而降低了开发成本和生产成本。

3. 提高产品质量：CAE可以通过模拟和分析技术对汽车的性能进行全面评估，从而提高产品的质量和可靠性。

第1篇一、实验背景随着科技的不断发展，车辆技术也在不断进步。

为了验证新型车辆技术的性能和可行性，我们开展了一系列实验。

本次实验报告将详细介绍实验目的、实验方法、实验过程及实验结果。

二、实验目的1. 验证新型车辆技术的性能和可行性；2. 评估新型车辆技术在实际应用中的效果；3. 为车辆技术的研究和开发提供参考。

三、实验方法1. 实验对象：选取具有代表性的新型车辆技术，如新能源汽车、自动驾驶车辆等；2. 实验环境：模拟实际道路环境，包括平坦路面、复杂路面、城市道路等；3. 实验指标：包括车辆动力性能、操控性能、安全性能、节能性能等；4. 实验步骤：（1）收集新型车辆技术相关资料，了解其工作原理和性能特点；（2）搭建实验平台，模拟实际道路环境；（3）对新型车辆技术进行测试，记录实验数据；（4）分析实验数据，评估新型车辆技术的性能和可行性。

四、实验过程1. 新能源汽车实验（1）实验对象：选取一款新能源汽车，如纯电动汽车；（2）实验环境：模拟城市道路环境；（3）实验指标：动力性能、续航里程、充电时间等；（4）实验过程：a. 在平坦路面上进行动力性能测试，记录加速时间、最高车速等数据；b. 在城市道路上进行续航里程测试，记录行驶距离、充电次数等数据；c. 对充电时间进行测试，记录充电时长。

2. 自动驾驶车辆实验（1）实验对象：选取一款自动驾驶车辆，如L3级自动驾驶汽车；（2）实验环境：模拟城市道路环境；（3）实验指标：操控性能、安全性能、节能性能等；（4）实验过程：a. 在城市道路上进行操控性能测试，记录车辆在转弯、变道等操作中的稳定性；b. 对车辆进行安全性能测试，包括紧急制动、碰撞预警等；c. 对节能性能进行测试，记录车辆在行驶过程中的油耗。

五、实验结果与分析1. 新能源汽车实验结果：（1）动力性能：加速时间、最高车速等指标均达到预期；（2）续航里程：在正常使用条件下，续航里程满足实际需求；（3）充电时间：充电时间较短，方便用户使用。

车身NVH分析优化及应用车身噪音、振动和刚度（NVH）是衡量汽车质量和舒适性的重要指标之一、车身NVH的分析和优化对于提高汽车的质量和驾驶乘坐的舒适性至关重要。

本文将从车身NVH的分析方法和优化策略两个方面进行探讨，并讨论其在实际应用中的具体应用和效果。

首先，车身NVH的分析方法包括模态分析、频响函数分析和有限元分析。

模态分析用于确定车身结构的固有振动频率和模态形态，从而了解车身结构的振动特性。

频响函数分析根据车身结构的偏离来计算车身振动的幅度和相位响应，以评估车身结构的振动性能。

有限元分析是一种数值模拟方法，通过将车身结构离散为有限数量的元素，计算车身结构的振动与噪声响应。

这些分析方法可以帮助工程师识别和解决车身NVH问题，并优化车身结构和材料，以降低振动和噪音水平。

其次，车身NVH的优化策略主要包括减振、隔离和刚度调整。

减振是通过将能量从车身结构中传递到其他部件来减少振动。

常见的减振方法包括加装减振材料（如消音板、隔热材料等）、减振器（如液压减振器、弹性减振器等）和结构优化（如改变材料厚度、调整支撑结构等）。

隔离是通过加装隔振器件（如弹簧隔振器、气囊隔振器等）或调整车身结构刚度来隔离外界振动，使其不传递到车内。

刚度调整是通过增加或减小车身结构的刚度来调整振动模态，从而减少特定频率的振动和噪音。

车身NVH优化的具体应用可以在车辆设计和制造的各个阶段进行。

在设计阶段，工程师可以利用模态分析和有限元分析来评估不同车身结构和材料的振动和噪音性能，并选择最佳方案。

在制造阶段，工程师可以通过加工精度和装配质量的控制来减少车身结构的不均匀性，从而降低振动和噪音水平。

此外，在车辆投入使用后，工程师可以通过振动和噪音的实测和分析来优化车身结构和装配，以提高用户的驾驶和乘坐体验。

总之，车身NVH的分析和优化对于汽车的质量和舒适性至关重要。

通过合理的分析方法和优化策略，可以有效减少车身振动和噪音，提高驾驶和乘坐的舒适性。