轎車(chē)開(kāi)發(fā)的模態(tài)分布設(shè)計(jì)教案課件

轎車(chē)開(kāi)發(fā)的模態(tài)分布設(shè)計(jì)轎車(chē)開(kāi)發(fā)的模態(tài)分布設(shè)計(jì)1轎車(chē)中的振動(dòng)情況（歐洲）第1頁(yè)/共21頁(yè)轎車(chē)中的振動(dòng)情況（歐洲）第1頁(yè)/共21頁(yè)2通過(guò)模態(tài)試驗(yàn)可以獲得模態(tài)頻率規(guī)劃表在汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程之初，為從一開(kāi)始就避免各個(gè)系統(tǒng)之間出現(xiàn)共振，應(yīng)參考所匹配的發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速規(guī)定各系統(tǒng)的模態(tài)頻率范圍，并制成一張表格，把相關(guān)聯(lián)系統(tǒng)或部件的模態(tài)頻率分開(kāi)—整車(chē)模態(tài)頻率規(guī)劃表。模態(tài)頻率規(guī)劃表與整車(chē)噪聲與振動(dòng)的工程目標(biāo)為汽車(chē)振動(dòng)噪聲設(shè)計(jì)的指南。建議汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程之初，參考所匹配的發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速制定整車(chē)模態(tài)頻率規(guī)劃表。第2頁(yè)/共21頁(yè)通過(guò)模態(tài)試驗(yàn)可以獲得模態(tài)頻率規(guī)劃表在汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程之初，為從一3模態(tài)規(guī)劃表例（怠速轉(zhuǎn)速為600r/min，3階發(fā)火頻率為30Hz）第3頁(yè)/共21頁(yè)模態(tài)規(guī)劃表例（怠速轉(zhuǎn)速為600r/min，3階發(fā)火頻率為304一.車(chē)身模態(tài)第4頁(yè)/共21頁(yè)一.車(chē)身模態(tài)第4頁(yè)/共21頁(yè)5轎車(chē)車(chē)身模態(tài)目標(biāo)參考值

說(shuō)明備注

整車(chē)一彎、一扭：不得低于27Hz1）低于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速頻率（4缸機(jī)為2階，6缸機(jī)為3階）2）高于動(dòng)力總成剛體模態(tài)頻率3）高于車(chē)輪一階共振頻率。。。參寶馬一彎：23-25Hz一扭：26-28Hz參MAE白車(chē)身只加前后風(fēng)擋玻璃一扭：不得低于40Hz參IDG加前后風(fēng)擋玻璃、水箱橫梁、副車(chē)架等一彎：35Hz左右一扭：42Hz左右相當(dāng)于在整車(chē)上一彎、一扭達(dá)到27Hz左右參寶馬第5頁(yè)/共21頁(yè)轎車(chē)車(chē)身模態(tài)目標(biāo)參考值說(shuō)明備注6轎車(chē)車(chē)身相關(guān)說(shuō)明白車(chē)身的振動(dòng)性能的規(guī)定

-動(dòng)剛度

一階整體彎曲共振頻率

一階整體扭轉(zhuǎn)共振頻率

-靜剛度

其他振動(dòng)特性規(guī)定

-重要鈑件的彎曲共振頻率不在車(chē)內(nèi)空腔諧振區(qū)內(nèi)（40-80Hz）

-重要支承點(diǎn)處（車(chē)身一側(cè)）的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)阻抗

（固體聲通過(guò)與車(chē)身的連接點(diǎn)引起車(chē)身振動(dòng)，經(jīng)輻射被人感知）整車(chē)一階空腔聲學(xué)模態(tài)一般在：40-80Hz(一階縱向），低頻轟鳴聲。第6頁(yè)/共21頁(yè)轎車(chē)車(chē)身相關(guān)說(shuō)明白車(chē)身的振動(dòng)性能的規(guī)定

-動(dòng)剛度

7車(chē)身覆蓋件模態(tài)試驗(yàn)分析

前后車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩板、行李箱蓋等

獲得樣件頻率特性驗(yàn)證CAE分析噪聲預(yù)測(cè)第7頁(yè)/共21頁(yè)車(chē)身覆蓋件模態(tài)試驗(yàn)分析

前后車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩板、行李箱蓋等

第8空腔聲學(xué)模態(tài)測(cè)量車(chē)內(nèi)空腔聲學(xué)模態(tài),獲取車(chē)內(nèi)空腔的聲學(xué)模態(tài)頻率和模態(tài)形狀,能夠了解轎車(chē)車(chē)內(nèi)聲學(xué)特性,同時(shí),根據(jù)車(chē)內(nèi)空腔的模態(tài)形狀合理進(jìn)行內(nèi)飾布置以優(yōu)化車(chē)內(nèi)聲學(xué)特性,使車(chē)內(nèi)聲壓或聲壓級(jí)較大的位置遠(yuǎn)離乘員的耳朵,將節(jié)面位置(零聲壓位置)設(shè)計(jì)在人耳附近,使人處于最小的噪聲環(huán)境中,獲得良好的聲學(xué)舒適性。

要避免乘坐室的低頻共鳴，首先應(yīng)避開(kāi)第一階縱向頻率

第8頁(yè)/共21頁(yè)空腔聲學(xué)模態(tài)測(cè)量車(chē)內(nèi)空腔聲學(xué)模態(tài),獲取車(chē)內(nèi)空腔的聲學(xué)模態(tài)頻率9二.動(dòng)力總成

剛體模態(tài)彈性體模態(tài)其它第9頁(yè)/共21頁(yè)二.動(dòng)力總成

剛體模態(tài)第9頁(yè)/共21頁(yè)10動(dòng)力總成

項(xiàng)目一般的頻率范圍

要求

剛體模態(tài)5-30Hz控制在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速頻率范圍內(nèi)彈性體模態(tài)(一階彎曲模態(tài)，左右和上下兩個(gè)固有頻率）130-300Hz控制在發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速頻率之上第10頁(yè)/共21頁(yè)動(dòng)力總成項(xiàng)目一般的頻率范圍11說(shuō)明動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)主要的兩個(gè)模態(tài)：側(cè)傾、上下（或俯仰）動(dòng)力總成側(cè)傾模態(tài)激勵(lì)：燃燒激振力成分和慣性激振力成分動(dòng)力總成上下模態(tài)激勵(lì)：慣性激振力成分第11頁(yè)/共21頁(yè)說(shuō)明動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)主要的兩個(gè)模態(tài)：側(cè)傾、上下（或俯仰）第112發(fā)動(dòng)機(jī)引發(fā)噪聲的頻率范圍

現(xiàn)象 階次 頻率（Hz) -----------------------------------------------------------

發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒及慣性力引發(fā)

(4缸)220–200(6缸)330–300(8缸)440–400

發(fā)動(dòng)機(jī)/變速箱彎曲共振2/3 150-300

第12頁(yè)/共21頁(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)引發(fā)噪聲的頻率范圍現(xiàn)象 階次 13發(fā)動(dòng)機(jī)零部件模態(tài)分析缸體、缸蓋、油底殼、罩蓋、皮帶輪、曲軸-飛輪扭振系統(tǒng)等獲得樣件頻率特性，與對(duì)標(biāo)樣機(jī)對(duì)比，進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)CAE分析驗(yàn)證第13頁(yè)/共21頁(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件模態(tài)分析缸體、缸蓋、油底殼、罩蓋、皮帶輪、曲軸-14三.方向盤(pán)共振頻率范圍25-40Hz目標(biāo)值（MAE)35Hz第14頁(yè)/共21頁(yè)三.方向盤(pán)共振頻率范圍25-40Hz目標(biāo)值（MAE)35Hz15四.排氣系統(tǒng)模態(tài)分析轎車(chē)排氣系統(tǒng)一般（彈性體一階）模態(tài)模態(tài)頻率范圍：12-22Hz通過(guò)模態(tài)分析可以選擇合理吊掛位置第15頁(yè)/共21頁(yè)四.排氣系統(tǒng)模態(tài)分析轎車(chē)排氣系統(tǒng)一般（彈性體一階）模態(tài)模態(tài)頻16五.支架

動(dòng)力總成支架（IDG）目標(biāo)值：

汽油機(jī)：支架固有頻率（Hz）>2*F1max+50,柴油機(jī)：支架固有頻率（Hz）>2*F1max+100,

F1max：對(duì)應(yīng)最大轉(zhuǎn)速的點(diǎn)火頻率其它支架：儀表板支架、尾燈支架、油箱支架、輪罩支架…第16頁(yè)/共21頁(yè)五.支架動(dòng)力總成支架（IDG）目標(biāo)值：第16頁(yè)/共21頁(yè)17六.其它輪胎模態(tài)試驗(yàn)儀表板模態(tài)試驗(yàn)剎車(chē)片模態(tài)試驗(yàn)后視鏡模態(tài)試驗(yàn)保險(xiǎn)杠模態(tài)試驗(yàn)…第17頁(yè)/共21頁(yè)六.其它輪胎模態(tài)試驗(yàn)第17頁(yè)/共21頁(yè)18補(bǔ)充說(shuō)明—匹配發(fā)動(dòng)機(jī)不同，發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)源頻率范圍也不同，模態(tài)目標(biāo)值也不同

具體問(wèn)題需具體分析

激勵(lì)源階次頻率范圍(Hz)

---------------------------------------------------------

發(fā)動(dòng)機(jī)(4缸)220–200

(6缸)330–300(8缸)415–150

第18頁(yè)/共21頁(yè)補(bǔ)充說(shuō)明—匹配發(fā)動(dòng)機(jī)不同，發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)源頻率范圍也不同，模態(tài)目19例：前輪驅(qū)動(dòng)的L4發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車(chē)的目標(biāo)模態(tài).

部件模態(tài)

頻率參考目標(biāo)值

備注

轉(zhuǎn)向柱35參MAE車(chē)身彎曲模態(tài)27備胎架30散熱器26.7（一階彎曲模態(tài)）保險(xiǎn)杠26.7（一階彎曲模態(tài)）油箱（滿）35第19頁(yè)/共21頁(yè)例：前輪驅(qū)動(dòng)的L4發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車(chē)的目標(biāo)模態(tài).

部件模態(tài)20附:車(chē)身連接點(diǎn)動(dòng)剛度試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)位置：車(chē)身與前后懸掛連接點(diǎn)、發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱連接點(diǎn)與、排氣系連接點(diǎn)以及與副車(chē)架和后車(chē)架連接點(diǎn)…

固體聲通過(guò)與車(chē)身的連接點(diǎn)引起車(chē)身振動(dòng)，經(jīng)輻射被人感知,連接點(diǎn)是振動(dòng)噪聲的傳遞路徑。連接點(diǎn)動(dòng)剛度曲線目標(biāo)值例(IDG)：發(fā)動(dòng)機(jī)連接點(diǎn)的動(dòng)剛度>4000N/mm懸掛連接點(diǎn)的動(dòng)剛度>8000N/mm第20頁(yè)/共21頁(yè)附:車(chē)身連接點(diǎn)動(dòng)剛度試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)位置：車(chē)身與前后懸掛連接點(diǎn)、發(fā)動(dòng)21感謝您的觀看。第21頁(yè)/共21頁(yè)感謝您的觀看。第21頁(yè)/共21頁(yè)22轎車(chē)開(kāi)發(fā)的模態(tài)分布設(shè)計(jì)轎車(chē)開(kāi)發(fā)的模態(tài)分布設(shè)計(jì)23轎車(chē)中的振動(dòng)情況（歐洲）第1頁(yè)/共21頁(yè)轎車(chē)中的振動(dòng)情況（歐洲）第1頁(yè)/共21頁(yè)24通過(guò)模態(tài)試驗(yàn)可以獲得模態(tài)頻率規(guī)劃表在汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程之初，為從一開(kāi)始就避免各個(gè)系統(tǒng)之間出現(xiàn)共振，應(yīng)參考所匹配的發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速規(guī)定各系統(tǒng)的模態(tài)頻率范圍，并制成一張表格，把相關(guān)聯(lián)系統(tǒng)或部件的模態(tài)頻率分開(kāi)—整車(chē)模態(tài)頻率規(guī)劃表。模態(tài)頻率規(guī)劃表與整車(chē)噪聲與振動(dòng)的工程目標(biāo)為汽車(chē)振動(dòng)噪聲設(shè)計(jì)的指南。建議汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程之初，參考所匹配的發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速制定整車(chē)模態(tài)頻率規(guī)劃表。第2頁(yè)/共21頁(yè)通過(guò)模態(tài)試驗(yàn)可以獲得模態(tài)頻率規(guī)劃表在汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程之初，為從一25模態(tài)規(guī)劃表例（怠速轉(zhuǎn)速為600r/min，3階發(fā)火頻率為30Hz）第3頁(yè)/共21頁(yè)模態(tài)規(guī)劃表例（怠速轉(zhuǎn)速為600r/min，3階發(fā)火頻率為3026一.車(chē)身模態(tài)第4頁(yè)/共21頁(yè)一.車(chē)身模態(tài)第4頁(yè)/共21頁(yè)27轎車(chē)車(chē)身模態(tài)目標(biāo)參考值

說(shuō)明備注

整車(chē)一彎、一扭：不得低于27Hz1）低于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速頻率（4缸機(jī)為2階，6缸機(jī)為3階）2）高于動(dòng)力總成剛體模態(tài)頻率3）高于車(chē)輪一階共振頻率。。。參寶馬一彎：23-25Hz一扭：26-28Hz參MAE白車(chē)身只加前后風(fēng)擋玻璃一扭：不得低于40Hz參IDG加前后風(fēng)擋玻璃、水箱橫梁、副車(chē)架等一彎：35Hz左右一扭：42Hz左右相當(dāng)于在整車(chē)上一彎、一扭達(dá)到27Hz左右參寶馬第5頁(yè)/共21頁(yè)轎車(chē)車(chē)身模態(tài)目標(biāo)參考值說(shuō)明備注28轎車(chē)車(chē)身相關(guān)說(shuō)明白車(chē)身的振動(dòng)性能的規(guī)定

-動(dòng)剛度

一階整體彎曲共振頻率

一階整體扭轉(zhuǎn)共振頻率

-靜剛度

其他振動(dòng)特性規(guī)定

-重要鈑件的彎曲共振頻率不在車(chē)內(nèi)空腔諧振區(qū)內(nèi)（40-80Hz）

-重要支承點(diǎn)處（車(chē)身一側(cè)）的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)阻抗

（固體聲通過(guò)與車(chē)身的連接點(diǎn)引起車(chē)身振動(dòng)，經(jīng)輻射被人感知）整車(chē)一階空腔聲學(xué)模態(tài)一般在：40-80Hz(一階縱向），低頻轟鳴聲。第6頁(yè)/共21頁(yè)轎車(chē)車(chē)身相關(guān)說(shuō)明白車(chē)身的振動(dòng)性能的規(guī)定

-動(dòng)剛度

29車(chē)身覆蓋件模態(tài)試驗(yàn)分析

前后車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩板、行李箱蓋等

獲得樣件頻率特性驗(yàn)證CAE分析噪聲預(yù)測(cè)第7頁(yè)/共21頁(yè)車(chē)身覆蓋件模態(tài)試驗(yàn)分析

前后車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩板、行李箱蓋等

第30空腔聲學(xué)模態(tài)測(cè)量車(chē)內(nèi)空腔聲學(xué)模態(tài),獲取車(chē)內(nèi)空腔的聲學(xué)模態(tài)頻率和模態(tài)形狀,能夠了解轎車(chē)車(chē)內(nèi)聲學(xué)特性,同時(shí),根據(jù)車(chē)內(nèi)空腔的模態(tài)形狀合理進(jìn)行內(nèi)飾布置以優(yōu)化車(chē)內(nèi)聲學(xué)特性,使車(chē)內(nèi)聲壓或聲壓級(jí)較大的位置遠(yuǎn)離乘員的耳朵,將節(jié)面位置(零聲壓位置)設(shè)計(jì)在人耳附近,使人處于最小的噪聲環(huán)境中,獲得良好的聲學(xué)舒適性。

要避免乘坐室的低頻共鳴，首先應(yīng)避開(kāi)第一階縱向頻率

第8頁(yè)/共21頁(yè)空腔聲學(xué)模態(tài)測(cè)量車(chē)內(nèi)空腔聲學(xué)模態(tài),獲取車(chē)內(nèi)空腔的聲學(xué)模態(tài)頻率31二.動(dòng)力總成

剛體模態(tài)彈性體模態(tài)其它第9頁(yè)/共21頁(yè)二.動(dòng)力總成

剛體模態(tài)第9頁(yè)/共21頁(yè)32動(dòng)力總成

項(xiàng)目一般的頻率范圍

要求

剛體模態(tài)5-30Hz控制在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速頻率范圍內(nèi)彈性體模態(tài)(一階彎曲模態(tài)，左右和上下兩個(gè)固有頻率）130-300Hz控制在發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速頻率之上第10頁(yè)/共21頁(yè)動(dòng)力總成項(xiàng)目一般的頻率范圍33說(shuō)明動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)主要的兩個(gè)模態(tài)：側(cè)傾、上下（或俯仰）動(dòng)力總成側(cè)傾模態(tài)激勵(lì)：燃燒激振力成分和慣性激振力成分動(dòng)力總成上下模態(tài)激勵(lì)：慣性激振力成分第11頁(yè)/共21頁(yè)說(shuō)明動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)主要的兩個(gè)模態(tài)：側(cè)傾、上下（或俯仰）第134發(fā)動(dòng)機(jī)引發(fā)噪聲的頻率范圍

現(xiàn)象 階次 頻率（Hz) -----------------------------------------------------------

發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒及慣性力引發(fā)

(4缸)220–200(6缸)330–300(8缸)440–400

發(fā)動(dòng)機(jī)/變速箱彎曲共振2/3 150-300

第12頁(yè)/共21頁(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)引發(fā)噪聲的頻率范圍現(xiàn)象 階次 35發(fā)動(dòng)機(jī)零部件模態(tài)分析缸體、缸蓋、油底殼、罩蓋、皮帶輪、曲軸-飛輪扭振系統(tǒng)等獲得樣件頻率特性，與對(duì)標(biāo)樣機(jī)對(duì)比，進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)CAE分析驗(yàn)證第13頁(yè)/共21頁(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件模態(tài)分析缸體、缸蓋、油底殼、罩蓋、皮帶輪、曲軸-36三.方向盤(pán)共振頻率范圍25-40Hz目標(biāo)值（MAE)35Hz第14頁(yè)/共21頁(yè)三.方向盤(pán)共振頻率范圍25-40Hz目標(biāo)值（MAE)35Hz37四.排氣系統(tǒng)模態(tài)分析轎車(chē)排氣系統(tǒng)一般（彈性體一階）模態(tài)模態(tài)頻率范圍：12-22Hz通過(guò)模態(tài)分析可以選擇合理吊掛位置第15頁(yè)/共21頁(yè)四.排氣系統(tǒng)模態(tài)分析轎車(chē)排氣系統(tǒng)一般（彈性體一階）模態(tài)模態(tài)頻38五.支架

動(dòng)力總成支架（IDG）目標(biāo)值：

汽油機(jī)：支架固有頻率（Hz）>2*F1max+50,柴油機(jī)：支架固有頻率（Hz）>2*F1max+100,

F1max：對(duì)應(yīng)最大轉(zhuǎn)速的點(diǎn)火頻率其它支架：儀表板支架、尾燈支架、油箱支架、輪罩支架…第16頁(yè)/共21頁(yè)五.支架動(dòng)力總成支架（IDG）目標(biāo)值：第16頁(yè)/共21頁(yè)39六.其它輪胎模態(tài)試驗(yàn)儀表板模態(tài)試驗(yàn)剎車(chē)片模態(tài)試驗(yàn)后視鏡模態(tài)試驗(yàn)保險(xiǎn)杠模態(tài)試驗(yàn)…第17頁(yè)/共21頁(yè)六.其它輪胎模態(tài)試驗(yàn)第17頁(yè)/共21頁(yè)40補(bǔ)充說(shuō)明—匹配發(fā)動(dòng)機(jī)不同，發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)源頻率范圍也不同，模態(tài)目標(biāo)值也不同

具體問(wèn)題需具體分析

激勵(lì)源階次頻率范圍(Hz)

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