用吱吱声和拨浪鼓仿真开发汽车内部部件

汽车行业越来越重要的客户满意度是吱吱声和拨浪鼓的表现。在生产开始之前，通常在整个验证阶段进行吱吱声和拨浪鼓性能。需要强大的设计来减少验证期间的吱吱声和拨浪鼓问题的数量。

用于全面的吱吱声和拨浪鼓仿真工具，以获得“首次”为GM项目设计，并避免不必要的开发环。在可以有效地采用仿真工具之前，必须知道部分动态行为的正确表示。因此，利用3-D扫描振动计来测量每个内部汽车部分的动态行为，以提高模态相关性。

仿真工具和3-D振动计数据帮助工程师更好地理解如何正确地组装汽车内部部件，以避免干扰吱吱声和嘎嘎声。

介绍

车辆中产生的吱吱嘎嘎(S&R)是一种极其复杂的噪声现象。很大范围的因素，包括表面光洁度、公差、道路荷载、材料对、装配、制造和零件之间的相对位移，都会影响S&R的数量。只有一个因素，相对位移，总是可以联系到S&R问题。

当试图模拟S&R现象时，关注相对位移是很重要的。在一辆普通汽车中，仪表板是内部组件中最复杂的，因为不同的部件和仪器安装在一起的数量。所有这些部分之间的相对位移必须得到控制，以避免S&R问题。

参数定义

对仪表板的详细检查确定了许多必须在仿真模型中表示的重要因素，以便测量相对位移（图1）。这些参数对于关于S＆R模拟的所有内部组件有效。

整体刚度对相对位移有很大的影响。这种影响与内部安装点的位置和数量密切相关。局部刚度、夹紧刚度和snap刚度对相对位移也是至关重要的。

在模拟过程中，除了要考虑两部分的刚度外，还必须考虑两部分可接触区域的局部几何形状。此外，应用负载对S&R性能有决定性的影响。

负载水平过低不太可能导致任何S&R问题，但负载水平过高总是会导致问题。因此，确定一个实际的负荷是至关重要的。相对位移是仿真的输出，在局部坐标系和全局坐标系下进行处理。

图1:S&R仿真模型的参数定义。

在开发过程中，应用了不同类型的分析。这些分析的输出适合于内部装配的细节水平:

• 模态分析从主要的结构部分开始。
• 瞬态分析允许研究全球结构部件之间的相对位移由于脉冲荷载，因为结构变得更加详细。
• 最后，结合EDAG公司的EdWare软件，对完成的详细模型进行了Squeak和Rattle仿真。在对相对位移进行后处理时，以实测加速度数据作为载荷，采用“SAR线”技术来考虑局部接触几何。

模态分析和模态相关

欧宝的标志仪表板是一个复杂的结构，它是由许多塑料零件。这些塑料部件的材料数据(例如杨氏模量)和有限元(FE)表示与白色结构的钢车身相比是不明确的。

来自材料供应商的数据不能用于模拟，因为箔和泡沫连同载体结构是作为一种复合材料。因此，为了提高仿真能力，必须进行模态相关工作和直接测量。

采用多个加速度计来捕获结构的整体变形。这种相关性的关键结果是，只有最低阶模态被正确地表示出来，而高阶模态则不相关，这表明塑料材料的数据必须发生相当大的变化。

三维扫描振动计辅助下的模态关联

一个Polytec三维扫描振动计用于结构测量以优化本地和全球级别的模态相关性（图2）。这种方法有两个主要好处。第一个益处是消除采用相对较重的加速度计和所得质量负荷。复古 - 反射胶带可与振动计一起使用，允许测量轻质修剪零件。

第二个益处涉及可以测量的较高的点，与采用相应的各个加速度计的测量值有限。这种相关性工作的初始结果清楚地表明，有空间可以在本地层面上改善线性仿真模型。

改善涉及更好地了解在仿真模型中将零件连接到彼此的最佳方法。The model permits the user to carry out side studies at an early stage to give input to the design engineers on how the stiffness can be altered in the most effective way, for example by using different mounting point locations or different materials (e.g. glass fiber reinforced).

设计标准包括模式形状连续性和模态频率。通过检查模式形状，可以容易地识别额外的肋和增强物的位置。随着模态分析在设计项目的早期开始，有足够的时间来实现这些增强部分。

图2:使用三维扫描振动计进行模态关联的仪表板的操作偏转形状。

振动计唯一能够测量轻质零件

扫描测振仪使轻量化零件的精密振动测量成为可能。传统的方法利用接触加速度计，在动态响应中掺入了额外的刚度和质量。仿真模型和测试设置的徽章的地板控制台装饰部分如图3所示。

扫描测振仪的结果表明，这是第一次在这部分上进行位移测量。为了提取特征模态，将三维扫描测振仪测量的数据以UNV格式导出，然后导入LMS Test。测量模态和计算模态均进入LMS Vlab进行模态相关分析。

这种相对简单的FE模型展示了零件的动态行为，精度优异。即使考虑所有测量点（见表和图4），前10种EIGEN模式也具有非常好的MAC值（模态保证标准）优于0.8。

图3:用于振动计测试的夹具中的地板控制台的仿真模型和装饰部分。

图4:图的MAC值的模态相关。

结论

S＆R仿真的目的是尽可能准确地示出内部结构的动态行为，以便能够将相对位移与实际的S＆R现象相关联。模态相关结果表明，线性仿真模型可以准确地计算最低的全局模式，利用更好的塑料材料数据（对更高阶模式的不令人满意的相关性仍然存在）。

这种能力也使模态分析成为支持室内设计过程初期阶段的强大工具。一个三维扫描振动计用于测量内部部件的动态行为，以便优化局部电平的模态相关性。这种相关结果导致更好地了解如何组装内部部件以最小化S＆R问题。

该信息的来源、审查和改编来自Polytec提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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