基于輕量化設計的汽車NVH優化策略

專題

基于輕量化設計的汽車NVH優化策略

汽車行業中，正在尋求實現汽車輕量化的方法。通過減小車身覆蓋件的厚度或采用輕質材料、復合材料等方法可有效地實現汽車的輕量化，但這可能會導致汽車NVH特性的下降。因而，在實現汽車輕量化設計的同時，還需要對汽車的NVH特性進行優化。

對汽車NVH特性的優化需要考慮多種影響因素，防止出現一個目標性能的改善造成其它目標性能的下降。在進行汽車NVH特性優化前，首先利用仿真軟件和試驗測量數據獲得車身及主要零部件的固有頻率，以及相應的固有振動模態；之后將計算結果應用在汽車有限元建模中，通過比較確定所建立有限元模型的有效性。對所建立的有限元模型進行模態分析、模態靈敏度分析以及聲學貢獻量分析，將車身及零部件模態分析的第一階非零固有頻率作為目標函數。同時，為了保證汽車的安全性和實現汽車的輕量化，還將車身的靜態彎曲剛度、扭轉剛度以及車身和零部件的質量作為優化目標。將對汽車NVH特性的單目標優化轉變為一個涉及汽車NVH特性、安全性和輕量化的多目標優化。采用多目標遺傳算法對建立的多目標函數進行優化，該算法可在全局范圍內對可行解進行搜索，并具有收斂快等優點。優化時，可行域設定為車身覆蓋件的厚度范圍和材料的物理特性范圍等。通過優化算法在可行域內的遺傳迭代，最終得到最優的可行方案。需要注意，這種優化策略沒有考慮最優可行方案的魯棒性，這將是下一步研究的重點。

Alexander Rabofsky et al. SAE 2016-01-1776.

編譯：陳丁躍