在影響車輛的舒適性的因素里面，控制路面噪聲是最重要的。除了在像Civic和Accord車型上獲得了長久的商業(yè)成功之外，Honda還因其實現(xiàn)了很高的舒適性、安全性和性能標準的承諾而受到稱贊。在Honda最近已開發(fā)的幾種車輛里面，其發(fā)動機公司成功地通過利用一種新的混合模擬方法減少了路面噪聲。

同LMS工程咨詢部門一起，Honda實施了混合模擬過程，能夠快速和精確地模擬一直到300Hz路面噪聲。這種方法由連接一個基于試驗的內(nèi)飾車身模型和一個懸架系統(tǒng)的有限元模型而組成。獲得的整車混合模型使Honda能夠在開發(fā)階段的更早期評價更多的懸架設計選擇，并針對改善的路面噪聲性能提出更有效的對策。

傳統(tǒng)方法的局限性

無論是在進行一個熱烈的討論，還是在安靜的行使過程中享受一支輕音樂，一個安靜內(nèi)部的舒適性將會使氛圍有很大的區(qū)別。一個潛在的干擾因素就是路面噪聲，它能通過車輛的機械結(jié)構和連接進行傳播。在眾多的傳播路徑中，懸架裝配零件起著重要的作用，因此很難控制和減少路面噪聲。先于物理樣機修改階段之前，進行路面噪聲級別的預測一直是個有難度的挑戰(zhàn)。在早期的懸架設計中最常用的方法是依賴于根據(jù)已有經(jīng)驗的粗略判斷，例如，懸架連接的共振頻率應高于一個給定頻率或是懸架剛度應在一個特定的范圍。這種方法的主要問題是，沒有辦法依據(jù)這些規(guī)則說明一個設計修改將會增加或減少路面噪聲。

開發(fā)整個有內(nèi)飾車身和所有懸架部件的有限元模型是評價路面噪聲性能的另外一種方法。使用純粹的基于有限元的全內(nèi)飾車輛模型的一個缺點就是，建模非常棘手。當焦點僅僅局限在車輛懸架上時，在車身建模上投入太多是不必要的。使用純粹的有限元模型進行模擬的另外一個缺點就是高頻預測的精度會降低。

混合的Test-CAE方法增加了速度和精度

為了評價混合建模和模擬方法的精度和可用性，這種混合方法已經(jīng)用于一個現(xiàn)有的Honda車型。LMS工程服務部門從創(chuàng)建一個基于有限元的單個懸架系統(tǒng)部件模型開始，包括懸架連桿、減振器、副車架等等。這些模型是通過跟它們各自對應樣件的試驗相比較來驗證的。針對減振器進行的專門試驗能確定其動態(tài)特性，例如，彎曲模態(tài)、剛度和阻尼影響。這些試驗的結(jié)果可以用于調(diào)整減振器的有限元模型。工程師通過連接不同部件和由軸襯特性的定義整合連接，成功獲得了完整的懸架模型。采用一個把懸架固定在剛性邊界上專門試驗，來驗證整個懸架模型。這個設置保證了所有軸襯的真實預載條件，這對用于有限元模型的線性軸襯剛度值的修改很關鍵。車身的結(jié)構頻響函數(shù)和振動噪聲頻響函數(shù)是在所有懸架與車身的連接點上測量出來的。需測量的有內(nèi)飾車身既可以是一個有內(nèi)飾的車身原型，也可以是與新設計車型類似的舊車身。

為了連接懸架系統(tǒng)的計算頻響函數(shù)和車身的測量頻響函數(shù)，這里使用了基于頻響函數(shù)的子結(jié)構綜合方法。這種方法通過建立部件的頻響函數(shù)來定義一個裝配體的頻響函數(shù)。用間接方法識別車輛運行中的輪軸力，作為動載荷。這種模型被證實在整個感興趣的頻率范圍內(nèi)，20到300Hz之間，模擬被測振動和路面噪聲非常精確。

促進有效的設計修改

在建立整車模型之后，LMS和Honda工程師可以評價各種不同設計修改的影響，對于這些設計修改，路面噪聲的物理測試結(jié)果是已知的。他們既可以通過修改適當?shù)牟考邢拊Ｐ偷膸缀涡螤睿部梢酝ㄟ^更新耦合定義來對懸架系統(tǒng)模型進行修改。他們能計算已修改的懸架系統(tǒng)模型的頻響函數(shù)，并把這些頻響函數(shù)同那些被測有內(nèi)飾車身的頻響函數(shù)連接起來。工程師通過修改懸架有限元模型，然后把它們重新集成于基于試驗的車身模型，他們能系統(tǒng)地評價一系列其它修改方案的路面噪聲性能。其中一名參與項目的Honda工程師評價到：“混合FBS模型能夠預測較大修改或較多局部修改的道路噪聲影響，這些修改包括改變單一部件的幾何形狀或增加局部質(zhì)量等等。LMS工程師也使用此模型計算結(jié)構和振動聲學傳遞函數(shù)，而且還在整車上與測得的頻響函數(shù)進行比較，以驗證并進一步改進模型。”

LMS的進一步開發(fā)：NVH輪胎模型

輪軸力的間接識別方法是非常重要的方法，它常應用于研究NVH（振動、噪聲）問題。然而，此方法的缺點是獲得的力與所用輪胎的類型密切相關。另外，當修改懸架模型以預測修改方案時，這些力通常也會改變，結(jié)果導致預測精度的降低。最近，LMS開發(fā)出一種改進型方法，將輪胎試驗模態(tài)模型與輪軸進行耦合。此模型可以利用給定位移作為載荷，這與道路表面幾何結(jié)構直接相關。這種方法使模型完全獨立于所用的輪胎類型和對懸架系統(tǒng)進行的修改。輪胎模型也可以在考慮到輪胎旋轉(zhuǎn)對其動力學特性影響的條件下進行修改?，F(xiàn)在，這種模型的使用還只限于低位移的光滑道路上的噪聲評價。

從驗證到主流開發(fā)

與傳統(tǒng)開發(fā)流程相比，將混合懸架/車身建模用于減小道路噪聲是有很多優(yōu)勢的。Honda的工程師總結(jié)說：“直到現(xiàn)在，Honda已經(jīng)將混合建模和仿真技術應用于很多車輛開發(fā)項目。將有限元懸架模型集成于基于試驗的車身模型能夠讓Honda工程師在開發(fā)過程早期模擬多個懸架懸架設計方案。這樣，車輛的道路噪聲性能可以通過逐步改進如搖臂、車輪和轉(zhuǎn)向節(jié)等副車架和懸架部件的幾何形狀。實現(xiàn)并評價這些改變在實物樣車可用的開發(fā)后期是完全不可能的。在開發(fā)后期對部件進行修改是非常昂貴的，費時的，也是不可行的。

（轉(zhuǎn)載）