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LMS News 2005年第26期 欧宝（Opel）选择混合的基于频响函数的子结构综合法（FBS）加速NVH工程流程 August 152005第26期总第86期 LMS中文网站 欧宝（Opel）选择混合的基于频响函数的子结构综合法（FBS）加速NVH工程流程 缩短开发周期，提高消费者对汽车振动噪声（NVH）舒适度的期望，迫使汽车制造商进一步扩展其NVH工程流程的功能和效率。为了满足这些要求，欧宝引进了基于频响函数的子结构综合法（FBS），并验证了这种混合仿真方法在实际中的运用。FBS法能帮助欧宝工程师创建以其组成部件的结构和振动声学频响函数（FRF）为基础的装配模型。通过先前车辆现有部件的FRF和计算新部件的FRF，FBS法能在开发过程早期有效地评价设计方案。这种方法是欧宝使用创新仿真方法策略中的关键步骤，采用这种创新的仿真方法可以进一步提高其车辆NVH开发流程的质量和性能。 寻找更有效的综合解决方案 高级NHV性能的车辆工程比以前更具挑战性，特别是在开发时间不断缩短的情况下。制造商清晰地意识到NVH工程需要一种部件级方法，特别是从更多部件由不同供应商开发以来。作为不断寻找创新解决方案的一部分，欧宝主动研究和验证FBS法。FBS是一种快速的混合仿真方法，具有可靠地将基于FRF的部件模型结合起来的能力，无论这些模型是来自有限元模型还是对样车或先前车辆的测量结果。FBS能帮助工程部门灵活地将基于试验的现有部件的FRF模型与新设计部件算得的FRF结合起来。运用这种方法，能够克服在更高频率预测声学振动FRF精确性降低的问题，也省去了建立纯有限元大型模型的麻烦。只要保证集成有限元模型的高精度标准，FBS特别适合中频范围内的仿真。通过提供传递路径分析(TPA)的仿真，FBS模型还能够对噪音和完全装配的振动性能进行详细的研究。 欧宝公司NVH工程部门FBS负责人Arnold Bohm，这样评价FBS作为一种混合仿真方法的益处，“FBS法能够在基于试验的模型和分析模型之间进行灵活地选择，还提供潜在方案，在设计早期大大提高NVH预测的精确性和速度。这样就减少了试验工作量和在开发过程后期样件数量的需求。为了评价FBS法的精确性和可用性，我们将其运用在一辆现有汽车上，并在成功评价此方法后，逐步将其使用在开发过程中。 应用和检验FBS的实质 确定一个专门的项目，通过实例来验证FBS方法，实例中总成包括子结构和全内饰车身。在第一个阶段，两个部件都用纯试验模型，以排除潜在的有限元模型精确度不够的影响。在顺利通过这一阶段之后，基于试验的副车架模型就被它的有限元模型所取代。为缩短第一个阶段所需的时间，欧宝决定与LMS工程服务部门合作引进最佳的实践方法，并提供专门的测量指导方法。 在项目的第一个阶段，测量副车架和内饰车身的结构和振动声学频响函数，以建立这两个部件基于试验的表达方式。为了研究副车架修改的预测精度，将选择两个不同的副车架：最初的副车架和加强版副车架。另外，应考虑两种不同类型的耦合条件：刚性耦合和柔性耦合。这是通过刚性支架代替弹性支架来实现的。所有的测量都是使用LMS SCADAS III测试硬件和LMS CADA-X软件来实现的，后者包括LMS FBS模块。 精确兼容的部件建模 进行可靠FBS预测的关键是部件精确且兼容的表示方式。为减少测量阶段的系统误差，应用了最先进的技术。为鉴别和消除测量数据中不精确的小部分，进行了专门的兼容性检查。为此，LMS工程服务部门开发出一项创新技术，它以频率响应确信准则（FRAC）和相位确信准则（PAC）为基础，描述了在两个名义上互逆FRF之间的振幅和相位的相关性。通过在FRAC和PAC矩阵中安排这些值，能够快速评定所有测量的兼容性。这些矩阵能够识别由于采取不合适的测量设置产生的互易性不足，同样也能够识别由于不正确的分类产生的相位错误。 当完成单个部件的实验环节后，欧宝和LMS的工程师组合了部件模型，并且针对不同配置进行了FBS仿真，包括初始与改进的副车架与全内饰车身的刚性和弹性附件。根据直接测量的FRF，可以立即验证预测的振动声学的FRF，并显示出良好的相关性。 FBS及其强大的混合仿真功能 在转换到混合FBS仿真之前，需要比较测得的FRF和计算出的FRF，在振幅和相位上表现出可以接受的匹配。根据这种方法，在系统上进行混合FBS仿真，系统则使用柔性耦合将实验车身和分析副车架相结合。Arnold B?hm对这项工程的结果这样评论道，“混合FBS仿真证明与在此工程早期获得的FBS系统仿真具有很好的相关性。这些发现表明FBS是一种被证实了的仿真工具，能够苛刻预测更大型系统的修改趋势。FBS是一种非常实用的解决方案，因为只要更新修改结构的定义，它就能够评价设计修改方案。这种工作方式要比更新和重新计算整个