CN102128675B - 获取汽车排气***辐射噪声参数及曲线的方法 - Google Patents
获取汽车排气***辐射噪声参数及曲线的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102128675B CN102128675B CN2010105983241A CN201010598324A CN102128675B CN 102128675 B CN102128675 B CN 102128675B CN 2010105983241 A CN2010105983241 A CN 2010105983241A CN 201010598324 A CN201010598324 A CN 201010598324A CN 102128675 B CN102128675 B CN 102128675B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- exhaust system
- model
- fluid
- curve
- software
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title abstract 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 20
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 20
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 20
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 9
- 101000867849 Rattus norvegicus Voltage-dependent R-type calcium channel subunit alpha-1E Proteins 0.000 claims description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 7
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 3
- 230000008676 import Effects 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000000763 evoking effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 1
- 238000005493 welding type Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Exhaust Silencers (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
本发明公开了一种获取汽车排气***辐射噪声参数及曲线的方法,包括:A、建立排气***流体模型、结构模型及流体——结构耦合模型;B、测试发动机激励响应曲线;C、辐射噪声计算。采用上述技术方案,对排气***的辐射噪声进行计算和预测,为后续排气***结构优化奠定基础,从而使排气***达到较理想的NVH性能,克服了现有技术中依据排气***模态结果或经验判断其声场情况的局限性。
Description
技术领域
本发明属于汽车工程的技术领域,涉及汽车工程中的噪声模拟、预测、分析和计算的技术,更具体地说,本发明涉及一种获取汽车排气***辐射噪声参数及曲线的方法。
背景技术
汽车排气***一般是指从发动机排气多支管到排气尾管各个部件的组合。排气***一般包括三元催化器、柔性管、前置***、后置***、中间连接管、尾管、法兰、挂钩、挂钩隔振器等部件。
排气***的管道和消声元件被机械振动激励,或者受内部流体压力波动引起振动,这些被激励的结构对外将声音辐射出去,形成了辐射噪声。由于排气***一端通过排气多支管与发动机相连,发动机是最主要的激振源,它会带动整个排气***的振动。排气***中有很多薄板,如***的外壳、催化器的外壳和管道外壳等。一旦这些薄板被激起振动,就会对外辐射噪声;另一方面排气***内的气流对薄板产生的脉动力,均会引起辐射噪声。
汽车排气***的振动和噪声是整车NVH性能的重要表现部分。而且其使用的可靠性也需要有充分的保证。由于排气***是汽车中最主要的振动源之一,而辐射噪声又是排气***重要的噪声源,因此如何减小排气***的辐射噪声对整车NVH性能的提升非常重要。
以往的计算对排气***的辐射噪声没有足够的重视,或者没有很好的方法,目前主要依据排气***的模态结果及经验来判断其辐射噪声影响,局限性很大。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种获取汽车排气***辐射噪声参数及曲线的方法,其目的是对排气***的辐射噪声进行计算和预测,为后续排气***结构优化奠定基础,从而使排气***达到较理想的NVH性能。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
本发明所提供的获取汽车排气***辐射噪声参数及曲线的方法包括:
A、建立排气***流体模型、结构模型及流体——结构耦合模型;
B、测试发动机激励响应曲线;
C、辐射噪声计算。
在以上所述的A中:
所述的流体模型均采用六面体单元模拟,单元大小保证每波长六节点原则,前后消音器内部流体网格要求其挡板和内部管道的网格与流体的网格节点对齐,但不重合;
所述的结构模型采用壳单元模拟,其大小与流体网格相对应;焊缝采用RBE2连接;三元催化装置及前、后***通过调整材料密度的方法,将其质量平均分配到外壳上;所述的结构模型还应包括动力总成和悬置***,将所述的动力总成抽象成具有集中质量和惯性参数的刚体;将所述的悬置***抽象成具有静刚度的bush单元;各个零件之间用RBE2单元进行连接;
所述的流体——结构耦合模型通过软件实现,耦合后的模型考虑排气***中流体对声场的影响。
在以上所述的B中:
应用实验测试发动机激励响应曲线,并通过数据转换导入到计算软件中,并将该激励加在流体——结构耦合模型中的动力总成质心位置,作为激励的输入点,输出位置选取吊挂与车身侧的连接点。
在以上所述的C中:
应用动力学软件对排气***进行模态计算,输入到计算软件中,并应用计算软件的Structrue模块对排气***结构模型进行发动机激励响应分析,响应点选取在模型吊挂位置;
应用该计算软件中的Acoustic模块进行计算,计算其声压响应;声源即为所述的软件计算得到的发动机激励响应,模型为排气***流体——结构耦合模型,按ISO3744-1994选取标准场点,模拟20个麦克,测试排气***的辐射噪声;通过计算得到得声压响应结果,通过云图或曲线的形式查看排气***辐射声场分布情况或20个麦克所处不同位置得到的声压结果曲线。
以上所述的计算软件为LMS.Virtual.lab。
以上所述的动力学软件为Nastran。
本发明采用上述技术方案,对排气***的辐射噪声进行计算和预测,为后续排气***结构优化奠定基础,从而使排气***达到较理想的NVH性能,克服了现有技术中依据排气***模态结果或经验判断其声场情况的局限性。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明:
图1为本发明的排气***结构有限元模型示意图;
图2为本发明的场点响应曲线示意图。
图1中的标记为:
1、动力总成简易模型,2、主催化器,3、前***,4、后***。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明提供的获取汽车排气***辐射噪声参数及曲线的方法,包括:
1、建立排气***流体模型、结构模型及流体——结构耦合模型;
2、测试发动机激励响应曲线;
3、辐射噪声计算。
本发明对排气***的辐射噪声进行计算和预测,为后续排气***结构优化奠定基础,从而使排气***达到较理想的NVH性能。
具体实施如下:
1、建立排气***流体模型、结构模型及流体——结构耦合模型。
如图1所示,本发明的模型包括动力总成简易模型1、主催化器2、前***3和后***4.
排气***的流体模型均采用六面体单元模拟,单元大小保证每波长六节点原则,前后消音器内部流体网格要求其挡板和内部管道的网格与流体的网格节点对齐,但不重合。
对于排气***的结构模型,主要采用壳单元模拟,其大小最好与流体网格相对应,便于后续生成流体-结构耦合模型。焊缝采用RBE2连接。三元催化装置,前、后***通过调整材料密度的方法,将其质量平均分配其外壳上。此外结构模型还应包括动力总成和悬置***,由于其外形的复杂性,将动力总成抽象成具有集中质量和惯性参数的刚体,悬置***抽象成具有静刚度的bush单元,各个零件之间用RBE2单元进行连接。如图1所示。Bush模拟的是悬置***中橡胶的刚度。
以上所述的焊缝指的是吊钩与排气***之间的焊缝,RBE2连接的定义为:RBE2单元代表一种刚性连接,可以模拟焊接形式或刚体的连接方式。
流体——结构耦合的概念就是将流体与结构进行耦合,流体就是空气声场。流体——结构耦合模型主要通过软件如LMS.Virtual.lab实现,耦合后的模型考虑了排气***中流体对声场的影响。
LMS Virtual.Lab是世界上第一个功能品质工程集成解决方案,用于振动、噪声、平顺性与操纵稳定性、舒适性、安全性、碰撞、耐久性以及其它关键属性的分析。LMS Virtual.Lab是一个开放的环境,实现了与CAD、CAE和试验的无缝连接,为多学科设计分析提供一切所需的工具,从而更快地为市场提供更好的产品。
2、测试发动机激励响应曲线。
应用实验测试发动机激励响应曲线,并通过数据转换如excel格式导入到计算软件如LMS.Virtual.lab中,并将该激励加在流体——结构耦合模型中的动力总成质心位置做为激励的输入点,输出位置通常选取吊挂与车身侧的连接点。
3、辐射噪声计算。
应用动力学软件如Nastran对排气***进行模态计算,输入到LMS.Virtual.lab软件中,并应用该软件的Structrue模块对排气***结构模型进行发动机激励响应分析,响应点选取在模型吊挂位置。
其算法是采用nastran中的101求解器,即自由模态的计算,计算结果直接导入到了vl软件中。激励采用的是常规的随机振动发动机激振,分析结果是排气吊挂点的振动响应。
应用LMS.Virtual.lab软件中的Acoustic模块进行计算,计算其声压响应。声源即为上述中计算得到的发动机激励响应,模型为排气***流体-结构耦合模型,选取标准场点(ISO3744-1994)模拟20个麦克,测试排气***的辐射噪声。通过计算得到得声压响应结果可以通过云图或曲线的形式查看排气***辐射声场分布情况或20个麦克所处不同位置得到的声压结果曲线。如图2所示。该曲线横坐标是频率hz,纵坐标是加速度响应N/m2,曲线主要是反映吊挂被激励后向地板传递的振动情况,峰值就表示该吊挂处振动强烈。
综上所述,本发明提供了一种预测排气***辐射噪声的方法,首先建立排气***流体模型及流体-结构耦合模型,其中排气***结构模型考虑了动力总成和悬置的影响,流体——结构耦合模型考虑了排气中流体的影响;通过测试发动机激励作为***的声源,选取ISO标准场点模拟20个不同位置的麦克,作为***的输出。应用软件LMS.Virtual.lab软件中的Acoustic模块进行声场响应计算。
上面对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种获取汽车排气***辐射噪声参数及曲线的方法,其特征在于:所述的方法包括:
A、建立排气***流体模型、结构模型及流体——结构耦合模型;
B、测试发动机激励响应曲线;
C、辐射噪声计算;
在所述的A中:
所述的流体模型均采用六面体单元模拟,单元大小保证每波长六节点原则,前后消音器内部流体网格要求其挡板和内部管道的网格与流体的网格节点对齐,但不重合;
所述的结构模型采用壳单元模拟,其大小与流体网格相对应;焊缝采用RBE2连接;三元催化装置及前、后***通过调整材料密度的方法,将其质量平均分配到外壳上;所述的结构模型还应包括动力总成和悬置***,将所述的动力总成抽象成具有集中质量和惯性参数的刚体;将所述的悬置***抽象成具有静刚度的bush单元;各个零件之间用RBE2单元进行连接;
所述的流体——结构耦合模型通过计算软件实现,耦合后的模型考虑排气***中流体对声场的影响。
2.按照权利要求1所述的获取汽车排气***辐射噪声参数及曲线的方法,其特征是在所述的B中:
应用实验测试发动机激励响应曲线,并通过数据转换导入到所述计算软件中,并将该激励加在流体——结构耦合模型中的动力总成质心位置,作为激励的输入点,输出位置选取吊挂与车身侧的连接点。
3.按照权利要求2所述的获取汽车排气***辐射噪声参数及曲线的方法,其特征是在所述的C中:
应用动力学软件对排气***进行模态计算,输入到所述计算软件中,该计算软件为LMS.Virtual.lab,并应用计算软件LMS.Virtual.lab中的Structrue模块对排气***结构模型进行发动机激励响应分析,响应点选取在模型吊挂位置;
应用计算软件LMS.Virtual.lab中的Acoustic模块进行计算,计算其声压响应;声源即为所述的计算软件计算得到的发动机激励响应,模型为排气***流体——结构耦合模型,按ISO3744-1994选取标准场点,模拟20个麦克,测试排气***的辐射噪声;通过计算得到得声压响应结果,通过云图或曲线的形式查看排气***辐射声场分布情况或20个麦克所处不同位置得到的声压结果曲线。
4.按照权利要求3所述的获取汽车排气***辐射噪声参数及曲线的方法,其特征在于:所述的动力学软件为Nastran。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2010105983241A CN102128675B (zh) | 2010-12-21 | 2010-12-21 | 获取汽车排气***辐射噪声参数及曲线的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2010105983241A CN102128675B (zh) | 2010-12-21 | 2010-12-21 | 获取汽车排气***辐射噪声参数及曲线的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102128675A CN102128675A (zh) | 2011-07-20 |
CN102128675B true CN102128675B (zh) | 2012-11-28 |
Family
ID=44266850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2010105983241A Active CN102128675B (zh) | 2010-12-21 | 2010-12-21 | 获取汽车排气***辐射噪声参数及曲线的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102128675B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105279327A (zh) * | 2015-10-16 | 2016-01-27 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种汽车车内振动和噪声的计算机仿真预测方法 |
CN109426686B (zh) * | 2017-08-29 | 2022-06-24 | 江铃汽车股份有限公司 | 一种排气***声学一维分析方法 |
CN107599827A (zh) * | 2017-09-21 | 2018-01-19 | 清华大学苏州汽车研究院(相城) | 一种改变排气***nvh性能的支架 |
DE102017129234A1 (de) * | 2017-11-06 | 2019-05-09 | Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG | Verfahren und Vorrichtung zur Analyse des akustischen Verhaltens einer Abgasklappe |
CN115342902A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-11-15 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种排气吊挂隔振元件对车内噪声的贡献量分析方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD238515A3 (de) * | 1984-01-04 | 1986-08-27 | Ifa Automobilwerke Veb | Einrichtung zur messung des muendungsgeraeusches von abgasanlagen an kraftfahrzeugen |
US4676111A (en) * | 1986-01-13 | 1987-06-30 | Donaldson Company, Inc. | Method and apparatus for sound testing mufflers |
CN201090275Y (zh) * | 2007-08-28 | 2008-07-23 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种汽车发动机排气*** |
CN201163216Y (zh) * | 2008-02-29 | 2008-12-10 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 整车状态下发动机进排气噪声测试装置的隔音箱 |
-
2010
- 2010-12-21 CN CN2010105983241A patent/CN102128675B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD238515A3 (de) * | 1984-01-04 | 1986-08-27 | Ifa Automobilwerke Veb | Einrichtung zur messung des muendungsgeraeusches von abgasanlagen an kraftfahrzeugen |
US4676111A (en) * | 1986-01-13 | 1987-06-30 | Donaldson Company, Inc. | Method and apparatus for sound testing mufflers |
CN201090275Y (zh) * | 2007-08-28 | 2008-07-23 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种汽车发动机排气*** |
CN201163216Y (zh) * | 2008-02-29 | 2008-12-10 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 整车状态下发动机进排气噪声测试装置的隔音箱 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
周建文,周舟.基于LMS Virtual.Lab的排气***振动性能优化.《2008年LMS中国用户大会论文集》.2008,1-4. * |
杨万里等.乘用车排气***模态分析数值模型研究.《三峡大学学报(自然科学版)》.2005,(第04期),345-347. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102128675A (zh) | 2011-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102128675B (zh) | 获取汽车排气***辐射噪声参数及曲线的方法 | |
CN101367414B (zh) | 一种基于低频车内声学灵敏度的车身声振粗糙度nvh设计方法 | |
CN102411673B (zh) | 一种计算声振***中高频动力学响应的方法 | |
Wang et al. | A coupled smoothed finite element method (S-FEM) for structural-acoustic analysis of shells | |
CN105243172A (zh) | 一种考虑动态刚度和阻尼的发动机悬置***优化方法 | |
CN113158507A (zh) | 一种管路***及其减振设计方法 | |
CN109783891B (zh) | 一种带有被动式动力吸振器的空间管路振动特性计算方法 | |
CN110309548B (zh) | 以等效辐射声功率为优化目标的水性阻尼材料优化方法 | |
Ji et al. | Dynamics modeling and vibration transmission visualization of fluid-conveying series pipe system based on FEM-TMM | |
Noorazizi et al. | Systematic Fea Study of Vehicle Exhaust System Hanger Location Using Addofd Method | |
CN104279039A (zh) | 车辆 | |
CN104794270A (zh) | 排气歧管降噪方法 | |
Min Xu et al. | An analysis of the vibration characteristics of automotive exhaust systems and optimization of suspension points | |
Britto et al. | Air intake system NVH performance development for commercial vehicle | |
CN205135754U (zh) | 一种反冲式汽车排气***装置 | |
Kropp et al. | Influence of local damping on the acoustic design of passenger car bodies | |
WO2024009574A1 (ja) | 自動車車体設計方法、装置及びプログラム、並びに自動車車体の製造方法 | |
Anslinger et al. | Model-based development of an integrated ANC System | |
Gong et al. | Vibration characteristics analysis of exhaust system based on optimization of hanger position | |
CN202690183U (zh) | 一种后***总成 | |
Tadina et al. | On the use of an FE based energy flow post-processing method for vehicle structural dynamic analysis | |
Treszkai et al. | Review of Hybrid Finite Element–Statistical Energy Analysis methods in vehicle NVH predictions | |
Siano et al. | FE fluid-structure interaction/experimental transmission loss factor comparison of an exhaust system | |
Agrawal et al. | FEA Analysis of Two Wheeler Silencer | |
Narayana et al. | Computational prediction and measurement of break-out noise of mufflers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |