车企nvh技术（三分钟带你领略广汽研究院NVH仿真技术）

来源：广汽研究院

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在NVH仿真分析工程师的工作中，经常会出现一些花花绿绿的图像，类似这样：

或者是这样：

对于工程师们来说，这个叫模态振型图，而对于不明真相的围观群众来说，这个叫！@￥%……&。

求（xi）学（huan）若（mai）渴（nong）的你们一定很想知道这些究竟是什么吧？别着急，今天带你们走进广汽研究院NVH仿真分析工程师的日常工作，教你们领略NVH仿真技术的精度与广度。

NVH仿真分析基本包含三个步骤：建模并计算、机理分析、优化方案分析。NVH仿真的绝妙之处就在于没有做出实车之前，也能预测设计存在的风险点。更重要的是，在这个“虚拟世界”里，可以找出最优解决方案。如果设计没有满足目标值，则继续修改、优化设计，循环以上步骤，直到找到最优方案。我们专门拿出GS8车身结构仿真分析为例，以方便大家理解。

车身NVH主要研究车身模态、动力总成与底盘安装点的激励到车内响应点之间的振动传递函数（VTF）、噪声传递函数（NTF）等。

激励是汽车在行驶时，不平整路面或动力总成在车身安装点处引起的振动。

首先工程师们将GS8的各项数据输入到电脑，对各个子系统（包括车内的空气）进行精准建模或合理简化，得到一个完整的GS8车身NVH分析模型。

然后分析车身整体或局部在各频率下的运动模态情况。为了方便观察，通常会将运动模态放大处理。在模态振型图中颜色越冷代表着振动越小，颜色越暖的地方表示振动越大。这时，工程师们就要关注暖色调部分是否有问题了。

GS8车身模态振型图

在进行大量的模态计算后，工程师们会对模态分析结果进行分析、判定，如果没有达到目标则再对相关结构进行修改，反复分析直到达成目标。

而仿真分析最重要的一点就是其精度的控制，当仿真分析的结果与实车测试的结果吻合度越高，则越能帮助指导车型的开发与设计，这也是体现NVH研发水平的关键点之一。它有一个专业词汇叫“MAC”值，代表了两组模态向量之间的相关程度。Mac=1时，表明两组模态完全相关，振型完全一致。Mac=0时，表明两组模态完全无关，不存在相关性。传祺GS8在弯曲模态、全局扭转、天窗框、备胎池、风挡上横梁等吻合度很好，MAC值均大于0.8以上。

MAC值

噪声传递函数分析结果对比曲线

强大的仿真分析技术将原本需要在实车上验证的数据全部在电脑上模拟完成，不仅提高了汽车研发的效率，同时大大降低了研发成本——面对几百项系统目标，需要多少实验样车才能完成？而且，通过仿真分析可以深入理解振动噪声产生的原因和机理，为寻找最优方案提供理论指导。这也印证了徐仰汇总监的那句话：NVH不仅仅是调校出来的。

目前，广汽研究院NVH仿真技术几乎涵盖了所有细分专业，包括国内车企少有涉足的整车路噪、车内风噪、声学包与气密性等领域也能自主完成仿真分析工作。在NVH仿真技术的精度和广度上均达到国内领先水平。

车辆匀速行驶在粗糙路面时车内噪声的仿真分析

路噪主要研究的是车辆行驶时，不平整路面引起轮胎的振动通过悬架系统传递到车身而引起的车内噪声。要准确预测车内噪声，需要通过试验获取路面的振动激励，建立反映轮胎、减振器、悬架系统衬套等振动特性的模型。传祺GS8在路噪正向研发过程中，利用该仿真技术在产品设计阶段就严格控制了车内噪声水平，针对底盘的振动传递路径以及车身结构进行了全面的仿真分析。

整车NVH路噪仿真分析模型

60km/h行驶在粗糙路面时车内噪声仿真结果对比曲线

车辆高速行驶时车内风噪声仿真分析

风噪主要研究高速气流与车身表面相互作用而产生的车内噪声。要准确地预测车内风噪，车身外表面细节的精准建模、外流场声载荷的准确分析、玻璃等关键部件参数及车内混响时间的大量积累都是必不可少的。传祺车型在风噪的正向研发过程中，通过该仿真技术优化了关键部位外造型以及车辆的隔声性能，降低车内风噪。

整车风噪分析模型及声载荷图

120km/h风速工况下车内风噪仿真结果对比曲线

车辆加速时发动机-变速箱-驱动轴-轮胎扭振的仿真分析

在汽车领域，扭转振动是车辆研发的难点之一。扭振主要研究的是发动机-变速箱-驱动轴-轮胎等旋转部件在工作中所产生的扭转振动。在扭振仿真分析中，各传动机构的刚度、阻尼等参数是影响仿真精度的主要因素。传祺车型在研发过程中，建立了整车传动NVH扭振分析模型，来合理匹配传动系统的扭转刚度等，最大程度降低该传动系统传递到车内的振动与噪音。

整车传动系统NVH仿真分析模型

变速器输入轴振动仿真结果对比曲线

整车声学包隔声性能仿真分析

声学包是为了达到整车NVH性能而设计的声学材料包装，一般指发动机舱吸音垫，内饰件隔吸声材料，各泄漏孔堵盖，钣金件膨胀胶位置等。车辆行驶时，声学包可对车外的发动机噪声、进排气噪声和轮胎噪声传递至车内进行有效地衰减。传祺车型在整车声学包正向研发中，利用声学包隔吸声仿真分析技术，对整车进行精准的声源贡献量分析，可在项目初期给设计工程师提供各个零件、子系统的声学性能指标；并以转毂试验室中（轮胎噪声和动力总成噪声工况）车身表面各测点的声压为输入载荷，预测整车隔声性能。综合考虑重量、成本，最终确立各车型声学包性能的最优方案。

整车声学包分析模型

100km/h工况下车内噪声分析结果对比曲线

车身气密性的仿真分析

车身设计时存在许多细小的孔洞，噪声可以从这些孔洞轻易穿过到达车内，直接影响了车内噪声水平。顾名思义，车身气密性主要研究的是车身的密封性能，传祺车型在车身气密性的正向研发中，利用气密性仿真分析技术，对大量的车身结构数据进行检查、分析，识别出气密性试验中无法用肉眼辨别出来的主要传递路径（微小孔洞），并给出最佳密封方案：涂胶位置优化、堵盖位置优化与空腔隔断位置优化。

车身气密性仿真分析

面对著有”玄学“之称的NVH问题，我们的NVH工程师们无所畏惧，坚持不懈，运用多种高妙的仿真技术进行分析和优化，只为一层一层揭开NVH之“神秘面纱”，为用户带来更为舒适，更为享受的乘驾体验。

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