背景介绍
乘用车的噪音和振动舒适性是客户满意度最重要的因素之一。因此，声学工程师正在努力提高产品的NVH性能。在早期开发阶段，人们只能依靠CAE（计算机辅助工程）方法，如FEM（有限元法）、SEA（统计能量分析）等来评估当前设计周期的声学行为，因为没有原型可用于执行测量。以上这些方法都是成熟的，它们可以在各自的频域中提供可靠的结果。
NVH开发设计过程的总体目标是降低车辆乘客舱内的噪音。噪声有两个主要来源。一种叫做结构噪声。底盘将来自悬架、发动机和变速箱底座的激励传递到车辆的大面板上，这些面板在车厢内辐射噪音。结构固有噪声的典型频率低于500Hz。座舱噪音的另一个来源是空气产生的，这意味着它是由车辆周围空气中的压力波动引起的。发动机表面发出的噪声或侧视镜后面的湍流是空气中产生的噪声源的典型示例。这些主要在机舱噪声的高频范围内占主导地位。
乘客舱内的噪声可以根据其来源和频率范围而降低。具有高阻尼系数的阻尼垫可以通过其阻尼和质量效应有效地应用于减少结构的大面板的振动。具有多孔材料的多层声学装饰件充当弹簧质量系统，从而将面板振动与空腔隔离。它们的质量和阻尼效应也有助于结构的整体阻尼。机舱内的多孔材料也提供了吸收效果，这有助于降低噪音。
仿真分析
图1所示的车辆结构有限元模型由56万单元和55万节点组成。图
图1 有限元模型
为了进行减震垫布局设计效果，进行了完整的虚拟SEA模拟，计算了由于两种载荷情况下的单位点力激励而导致的地板子系统均方速度。分析过程需要模态数据库以及模型的质量和刚度矩阵。将结构模态计算到560Hz，并使用MSC Nastran提取矩阵。为整个车辆结构定义了1%的恒定阻尼，为减震垫定义了36.6%的阻尼。虚拟SEA模型的划分和加载方式如图2和图3所示。
图2 虚拟SEA模型
图3 加载方式
根据仿真结果，可以初步确定减震垫的布置设计。
图4 确定减震垫布置
以上仿真过程作为完整虚拟SEA仿真的一部分，可以快速有效地找到影响振动噪声的关键区域，这使得声学开发人员能够以最小的努力和计算成本确定结构上的最佳减震垫分布，有助于提高车辆大批量生产的效率，并为后期优化减震垫布置情况提供参考依据。
