基于模态轮胎模型的路面振动噪声仿真分析.pdfVIP

基于模态轮胎模型的路面振动噪声仿真分 析1 李龙 陈乾乾 王卓 长安汽车股份公司汽车工程研究总院，重庆401120 【摘要】在Abaqus 软件中建立详细轮胎模型，并通过缩减技术实现轮胎模 型简化，应用于整车路面振动噪声仿真分析中。通过对比车内方向盘及后排乘员 人耳处等位置的振动、噪声响应结果，验证模态轮胎模型在整车 NVH 性能仿真 中的可行性。 【关键词】模态轮胎，路噪仿真，NVH 仿真 ROAD NOISE ANALYSIS USING MOADL TIRE MODEL Li Long，Chen Qianqian ，Wang Zhuo Changan Auto Global RD Centre，Changan Automobile Co Ltd.，Chongqing，China ABSTRACT – Detail tire model was built with Abaqus software, and the technique which made the FEM model of tire simplify is introduced. Vibration and noise response curve of steering wheel as well as passenger ears location was output. The results proved the effect of the simulation process. KEYWORDS – modal tire model, road noise, NVH simulation 1 前言 由路面不平度引起的车内振动噪声响应，是整车 NVH 仿真领域中需要关注 与把控的关键性能之一。在设计前期通过CAE 技术对其性能进行前期把控，是解 决路面振动噪声问题、提升产品品质的最有效途径。由于整车 NVH 仿真方面存 在诸多技术瓶颈，使国内在路面振动噪声仿真领域进展缓慢。其中，模态轮胎建 模技术的不成熟，严重滞缓了国内整车企业在该工程领域的能力发展。由于轮胎 本身存在非线性等特性，并在整车状态下需要考虑充气、接地等多方面因素，因 此其详细模型的建立，以及与 NVH 整车模型的匹配便成为国内仿真工程师面临 的主要难题。 针对上述背景，本文对详细模态轮胎建模、轮胎缩减等关键技术进行了研究， 并基于模态轮胎模型开展了路面振动噪声仿真分析，为整车路面振动噪声性能设 计提供了有效的工程仿真方法。 作者简介：李 龙（1983-07-02），男，博士，重庆长安汽车工程研究总院CAE 工程所，Mail：lilong@；Mobile： 重庆市博士后资助，资助编号：Rc201329 2 详细模态轮胎模型建立 汽车在行驶过程中，路面不平度产生的激励通过轮胎传递到车身中，并在乘 员舱内形成振动噪声响应。由于轮胎自身的特性，部分激励经过轮胎将被放大， 而部分将被过滤，因此在整车仿真模型中，需要考虑轮胎的振动特性，从而真实 [1-2] 的再现路面激励下的车内振动、噪声问题 。 模态轮胎模型的建立通常需要经过三个过程：轮胎特征参数及橡胶热机械特 性测试、轮胎详细模型建立、模态轮胎缩减。其中，详细轮胎模型的建立过程相 对复杂，其建模过程中集成了整车厂（轮胎公司）诸多工程经验参数，其方法与 流程也是企业的核心技术所在。 本文工作中，该过程的建立均在Abaqus 软件中完成。模型建立前，需通过 测试的手段对其将要建模的实物轮胎进行相关材料性能测试，其中包括轮胎的结 构组成（如图1 所示）以及一些几何、材料特征参数等。获取所需的结构组成及 参数后，在Abaqus 软件中建立轮胎平面模型。 图1 轮胎结构组成及平面模型 图2 Abaqus 详细轮胎模型 基于建立后的平面模型，可在软件中生成轮胎整体模型，其过程中考虑充气、 接地以及与轮毂装配等过程，这些也是影响轮胎振动特性的关键因素。由于需要 考虑路面振动噪声工程化仿真的操作性，又需满足精度的要求，因此在本文工作 中