歐寶選擇LMS混合仿真技術加速NVH工程流程

縮短開發(fā)周期，提高消費者對汽車振動噪聲（NVH）舒適度的期望，迫使汽車制造商進一步擴展其NVH工程流程的功能和效率。為了滿足這些要求，歐寶引進了基于頻響函數(shù)的子結(jié)構(gòu)綜合法（FBS），并驗證了這種混合仿真方法在實際中的運用。FBS法能幫助歐寶工程師創(chuàng)建以其組成部件的結(jié)構(gòu)和振動聲學頻響函數(shù)（FRF）為基礎的裝配模型。通過車輛現(xiàn)有部件的FRF和計算新部件的FRF，F(xiàn)BS法能在開發(fā)過程早期有效地評價設計方案。這種方法是歐寶使用創(chuàng)新仿真方法策略中的關鍵步驟，采用這種創(chuàng)新的仿真方法可以進一步提高其車輛NVH開發(fā)流程的質(zhì)量和性能。 本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/201612/331487.htm尋找更有效的綜合解決方案 高級NHV性能的車輛工程比以前更具挑戰(zhàn)性，特別是在開發(fā)時間不斷縮短的情況下。制造商清晰地意識到NVH工程需要一種部件級方法，特別是從更多部件由不同供應商開發(fā)以來。作為不斷尋找創(chuàng)新解決方案的一部分，歐寶主動研究和驗證FBS法。FBS是一種快速的混合仿真方法，具有可靠地將基于FRF的部件模型結(jié)合起來的能力，無論這些模型是來自有限元模型還是對樣車或先前車輛的測量結(jié)果。FBS能幫助工程部門靈活地將基于試驗的現(xiàn)有部件的FRF模型與新設計部件算得的FRF結(jié)合起來。運用這種方法，能夠克服在更高頻率預測聲學振動FRF精確性降低的問題，也省去了建立純有限元大型模型的麻煩。只要保證集成有限元模型的高精度標準，F(xiàn)BS特別適合中頻范圍內(nèi)的仿真。通過提供傳遞路徑分析(TPA)的仿真，F(xiàn)BS模型還能夠?qū)υ胍艉屯耆b配的振動性能進行詳細的研究。 歐寶公司NVH工程部門FBS負責人Arnold Bohm，這樣評價FBS作為一種混合仿真方法的益處，“FBS法能夠在基于試驗的模型和分析模型之間進行靈活地選擇，還提供潛在方案，在設計早期大大提高NVH預測的精確性和速度。這樣就減少了試驗工作量和在開發(fā)過程后期樣件數(shù)量的需求。為了評價FBS法的精確性和可用性，我們將其運用在一輛現(xiàn)有汽車上，并在成功評價此方法后，逐步將其使用在開發(fā)過程中。 應用和檢驗FBS的實質(zhì) 確定一個專門的項目，通過實例來驗證FBS方法，實例中總成包括子結(jié)構(gòu)和全內(nèi)飾車身。在第一個階段，兩個部件都用純試驗模型，以排除潛在的有限元模型精確度不夠的影響。在順利通過這一階段之后，基于試驗的副車架模型就被它的有限元模型所取代。為縮短第一個階段所需的時間，歐寶決定與LMS工程服務部門合作引進最佳的實踐方法，并提供專門的測量指導方法。 在項目的第一個階段，測量副車架和內(nèi)飾車身的結(jié)構(gòu)和振動聲學頻響函數(shù)，以建立這兩個部件基于試驗的表達方式。為了研究副車架修改的預測精度，將選擇兩個不同的副車架：最初的副車架和加強版副車架。另外，應考慮兩種不同類型的耦合條件：剛性耦合和柔性耦合。這是通過剛性支架代替彈性支架來實現(xiàn)的。所有的測量都是使用LMS SCADAS III測試硬件和LMS CADA-X軟件來實現(xiàn)的，后者包括LMS FBS模塊。 精確兼容的部件建模 進行可靠FBS預測的關鍵是部件精確且兼容的表示方式。為減少測量階段的系統(tǒng)誤差，應用了最先進的技術。為鑒別和消除測量數(shù)據(jù)中不精確的小部分，進行了專門的兼容性檢查。為此，LMS工程服務部門開發(fā)出一項創(chuàng)新技術，它以頻率響應確信準則（FRAC）和相位確信準則（PAC）為基礎，描述了在兩個名義上互逆FRF之間的振幅和相位的相關性。通過在FRAC和PAC矩陣中安排這些值，能夠快速評定所有測量的兼容性。這些矩陣能夠識別由于采取不合適的測量設置產(chǎn)生的互易性不足，同樣也能夠識別由于不正確的分類產(chǎn)生的相位錯誤。 當完成單個部件的實驗環(huán)節(jié)后，歐寶和LMS的工程師組合了部件模型，并且針對不同配置進行了FBS仿真，包括初始與改進的副車架與全內(nèi)飾車身的剛性和彈性附件。根據(jù)直接測量的FRF，可以立即驗證預測的振動聲學的FRF，并顯示出良好的相關性。 FBS及其強大的混合仿真功能 在轉(zhuǎn)換到混合FBS仿真之前，需要比較測得的FRF和計算出的FRF，在振幅和相位上表現(xiàn)出可以接受的匹配。根據(jù)這種方法，在系統(tǒng)上進行混合FBS仿真，系統(tǒng)則使用柔性耦合將實驗車身和分析副車架相結(jié)合。Arnold B?hm對這項工程的結(jié)果這樣評論道，“混合FBS仿真證明與在此工程早期獲得的FBS系統(tǒng)仿真具有很好的相關性。這些發(fā)現(xiàn)表明FBS是一種被證實了的仿真工具，能夠苛刻預測更大型系統(tǒng)的修改趨勢。FBS是一種非常實用的解決方案，因為只要更新修改結(jié)構(gòu)的定義，它就能夠評價設計修改方案。這種工作方式要比更新和重新計算整個系統(tǒng)模型更容易并且耗時更短。” LMS工程服務部門的項目經(jīng)理Eike Brechlin博士補充說引進混合仿真方法的成功依靠各種因素的結(jié)合，“在20多年中，LMS工程服務部在和像歐寶這樣具有創(chuàng)新意識的客戶一起進行了很多技術轉(zhuǎn)讓項目，取得了很多杰出的成績。我們知道混合方法的預測精度很大程度上依靠工程技術的最佳結(jié)合、豐富的經(jīng)驗積累以及完善的試驗技術知識。” “FBS方法的驗證是一個關鍵成功因素，此因素將混合方法逐漸引入歐寶公司的開發(fā)過程中。” Arnold B?hm評論道，“FBS方法結(jié)合基于試驗的FRF和解析的FRF的功能還幫助歐寶能夠在開發(fā)過程的每一階段，靈活地運用并結(jié)合適當選擇的部件模型。” 通過在概念階段展開混合仿真，能夠有效評價更多數(shù)量的設計變型方案，支持細化整車的NVH目標直至總成級和部件級。這樣可以讓工程部門更加有效地決定需要修改的部件，并確定最佳的設計變型。當考慮到增加不同供應商所承擔的開發(fā)責任時，F(xiàn)BS方法能夠幫助歐寶在無需泄露詳細的產(chǎn)品模型信息，保護其自身所有工程技術內(nèi)容的情況下，更大程度地分享目標、模型和載荷。(end)