CN110487560B - 一种内饰车身噪声传递路径的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内饰车身噪声传递路径的测试方法，以包围声腔的车身板结构为分界，将激振接附点的原始噪声传递函数拆解成若干个从接附点到车身板件的振动传递函数和若干个从车身板件到车内响应点的噪声传递函数，测试拆解后的振动传递函数和噪声传递函数，再与需要优化的原始噪声传递函数进行对比，能够快速确定内饰车身噪声传递的主要路径，无需测试结构模态和声腔模态，提高测试效率，降低测试成本。

Description

一种内饰车身噪声传递路径的测试方法

技术领域

本发明涉及汽车噪声控制技术，具体涉及一种内饰车身噪声传递路径的测试方法。

背景技术

内饰车身接附点(动力总成***或底盘***与内饰车身的连接点)到驾驶员人耳位置的声学灵敏度噪声，也称传递函数(NTF：Noise Transfer Function)，用来表征内饰车身受到接附点振动激励后，乘员舱内驾驶员位置人耳处声音随激励变化的关系，由于内饰车身和声腔存在模态，在某些频率下噪声传递函数会存在较高的峰值，当汽车在特定工况下运行，接附点受到的激励频率与传递函数峰值频率相同，就会使车内噪声增大，影响车内的NVH性能，因此在汽车产品开发过程中，需要对内饰车身噪声传递函数进行控制，以保证整车良好的NVH性能。现在业内通常将噪声传递函数的目标设为55dB，当传递函数高于55dB时，需要对它进行优化。

从理论上讲，噪声传递函数存在无数条传递路径，而只有一条路径对传递函数贡献最大，只有针对贡献最大的传递路径进行优化，才能取得好的优化效果，因此在噪声传递函数优化工作中，首先要找到引起峰值的主要传递路径。

传统的方法主要是通过模态参与因子和面板贡献量来确定主要的传递路径，但两种方法对经验要求较高。模态参与因子可以得到某个模态对传递函数的贡献量，但无法定位到结构的具***置，需要有一定经验的工程师才能结合模态参与因子来确定主要的传递路径；面板贡献量可以得到包围声腔的某块面板对传递函数的贡献量，但需要正确的对面板进行划分，同时，面板贡献量很难查找由副车架、大梁等非声腔包围结构所引起的传递函数问题，这也需要丰富的分析优化经验才可以从面板贡献量中得到有用信息。因此对没有丰富经验的分析工程师来说，往往不能够根据上面的两个方法确定主要的传递路径，只能根据自己的判断对结构进行修改，反复进行方案计算，在每次计算中都要计算结构模态和声腔模态，浪费大量的计算资源和人力资源。而且车身面板贡献量分析主要依靠CAE仿真技术，存在仿真精度难以控制等因素。

发明内容

本发明的目的是提供一种内饰车身噪声传递路径的测试方法，其能够快速确定内饰车身噪声的主要传递路径，不需要测试结构模态和声腔模态，提高测试效率，降低测试成本。

本发明所述的内饰车身噪声传递路径的测试方法，其包括如下步骤：

S1，保证测试车身为内饰车身状态，确定车门及天窗关闭，使车身处于模拟自由边界测试状态；

S2，将车身分为多个板件，设定接附点和响应点，在板件外表面上布置振动传感器，在车内响应点处布置传声器，所述振动传感器和传声器通过连接线与数据采集前端数据传输连接，数据采集前端连接处理设备，处理设备对接收到的数据采集前端的信号进行处理；

S3，采用激振器对第m个接附点进行激振，所述激振器通过连接线与数据采集前端连接，设置数据采集前端的参数，数据采集前端采集激振器的力学信号F_m、传声器的声振信号P_m和第n块板件上振动传感器的响应信号V_mn，计算得噪声传递函数

和第n块板件的振动传递函数

S4，采用力锤对第n块板件布置振动传感器的测点进行激振，所述力锤通过连接线与数据采集前端连接，设置数据采集前端的参数，数据采集前端采集传声器的声振信号P_mn，计算得到第n块板件的噪声传递函数

根据激励板件得到的噪声传递函数

与激励第m个接附点时的噪声函数

作比较，确定车身噪声传递的主要路径。

进一步，所述S2中的板件包括背门、顶棚后部、顶棚中部、顶棚前部、前风挡、地板前部和地板后部，根据所关心区域增加或减少板件上振动传感器的布置数量。

进一步，所述S3和S4中设置数据采集前端的参数包括：设置测试频率带宽、频率分辨率、平均次数、输入窗函数和输出窗函数。

进一步，所述S3中设置数据采集前端的参数包括：测试频率带宽为0～256Hz，频率分辨率为0.5Hz，平均次数为30次，输入窗函数为矩形窗，输出窗函数为矩形窗；所述S4中设置数据采集前端的参数包括：测试频率带宽为0～256Hz，频率分辨率为0.5Hz，平均次数为5次，输入窗函数为力指数窗，输出窗函数为指数窗。

本发明以包围声腔的车身板结构为分界，将激振接附点的原始噪声传递函数拆解成若干个从接附点到车身板件的振动传递函数和若干个从车身板件到车内响应点的噪声传递函数，只要测试拆解后的振动传递函数和噪声传递函数，再与需要优化的原始噪声传递函数进行对比，能够快速确定内饰车身噪声传递的主要路径，能够针对性地进行整车NVH问题优化，避免了盲目地寻找提升方案，节约了研发成本，提高了研发效率。

本发明所述的测试方法对操作人员的经验要求低，速度快。现有对于车身板件振动导致轰鸣问题的优化方法，需要采用一系列试验，如白车身模态试验、内饰车身模态试验、内饰车身接附点灵敏度试验、声腔模态试验及整车相关试验，所需测试及分析时间为15天，由于省去结构模态和声腔模态等测试，运用本发明所述测试方法只需5天即可完成主要传递路径及车身板件确定，提高了测试效率，降低了测试成本。

附图说明

图1为内饰车身的悬吊示意图；

图2为振动传感器和传声器的布置示意图；

图3为传感器布置位置示意图；

图4为激振器的工作示意图；

图5为力锤的工作示意图；

图6为车身板件贡献量分析示意图。

1—内饰车身，2—弹性件，3—振动传感器，4—传声器，5—背门，6—顶棚后部，7—顶棚中部，8—顶棚前部，9—前风挡，10—地板前部，11—地板后部，12—座椅靠背，13—座椅头枕，14—力锤，15—数据采集前端，16—阻抗头，17—挺杆，18—激振器，19—功率放大器，20—处理设备。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样属于本申请所附权利要求书所限定的范围。

一种内饰车身噪声传递路径的测试方法，其包括如下步骤：

S1，保证测试车身为内饰车身状态，确定车门及天窗关闭，采用弹性件2将内饰车身1悬挂于吊架水平位置，使内饰车身1处于模拟自由边界测试状态，所述弹性件2为橡胶绳或拉伸弹簧。

参见图1，该测试方法需要车身为内饰车身状态，具体要求为；

1.1在整车状态下卸去动力总成，所述动力总成包括发动机、进排气***和传动轴；

1.2在整车状态下卸去底盘悬架***，所述底盘悬架***包括轮胎、制动盘、阻尼器、减振弹簧、副车架、前后桥和悬架衬套，需要说明的是，当副车架为刚性连接，则必须装上，当副车架为柔性，则不装上；

1.3卸去蓄电池；

1.4管路、线束固定好，防止晃动和液体流出；

1.5四门两盖关闭，车门玻璃升至关闭位置；

1.6为了便于内饰车身的悬挂，卸掉前、后保险杠。

S2，参见图2，将车身分为多个板件，所述板件包括背门5、顶棚后部6、顶棚中部7、顶棚前部8、前风挡9、地板前部10和地板后部11，设定接附点和响应点。

在板件外表面上布置振动传感器3，分别在右纵臂接附点、风挡、顶棚前部、天窗前、天窗后、顶棚后、背门、左后侧围、右侧围、前地板左侧、前地板右侧、中地板左侧、中地板右侧、后地板和备胎池上布置振动传感器3。需要说明的是，振动传感器3能够根据所关心区域增加或减少在单块板件上的布置数量。

在车内响应点处布置传声器4。参见图3，传声器4的具体布置方式为：调整驾驶员座椅靠背12与铅垂线夹角为24°，在和座椅头枕13中心位置同一高度，距离座椅头枕13表面10cm±1cm位置处布置自由场传声器4，传声器4指向车辆前方。该传声器4应该符合GB/T3785规定的1级仪器要求，试验前应按照规定进行校准，两次校准值不应超过1dB(A)，校准器准确度应优于或等于±0.5dB(A)。

所述振动传感器3和传声器4通过连接线与数据采集前端15数据传输连接，数据采集前端15连接处理设备20，所述处理设备20上安装包括Test Lab Acquisition测试软件，对接收到的数据采集前端15的信号进行处理；

S3，参见图4，将激振器18放置在第m个接附点下方，将挺杆17一端固定在激振器18上，另一端固定在阻抗头16上，并将阻抗头16用粘结剂固定在车身接附点位置，所述阻抗头16通过连接线与数据采集前端15连接，所述挺杆17和数据采集前端15之间串联有功率放大器19。采用激振器18对第m个接附点进行激励，设置数据采集前端15的参数：测试频率带宽为0～256Hz，频率分辨率为0.5Hz，平均次数为30次，输入窗函数为矩形窗，输出窗函数为矩形窗。

振动传感器3和传声器4标定并开始测试，数据采集前端15采集阻抗头16的力学信号F_m、传声器4的声振信号P_m和第n块板件上振动传感器3的响应信号V_mn。

测试数据检查，包括关心频率范围内的力谱力谱曲线比较平直，下降值不超过10dB；任一点的相干函数(除去节点或反节点外)应在0.9以上认为响应与激励信号之间的相干性较好。在测试过程中，为保证测得的频响函数质量可靠，应实时监测响应信号和激励信号之相干函数。频响函数清晰且一致性好。

对获取的数据进行处理，计算得噪声传递函数

和第n块板件的振动传递函数

S4，参见图5，采用力锤14对第n块板件布置振动传感器3的测点进行激振，所述力锤14通过连接线与数据采集前端15连接，设置数据采集前端15的参数：测试频率带宽为0～256Hz，频率分辨率为0.5Hz，平均次数为5次，输入窗函数为力指数窗，输出窗函数为指数窗。

振动传感器3和传声器4标定并开始测试，数据采集前端15采集传声器4的声振信号P_mn。

测试数据检查，包括关心频率范围内的力谱力谱曲线比较平直，下降值不超过10dB；任一点的相干函数(除去节点或反节点外)应在0.9以上认为响应与激励信号之间的相干性较好。在测试过程中，为保证测得的频响函数质量可靠，应实时监测响应信号和激励信号之相干函数。频响函数清晰且一致性好。

对获取的数据进行处理，计算得到第n块板件的噪声传递函数

根据激励板件得到的噪声传递函数

与激励第m个接附点时的噪声函数

作比较，确定车身噪声传递的主要路径。

该测试方法以包围声腔的车身板结构为分界，将激振接附点的噪声传递函数拆解成若干个从接附点到车身板件的振动传递函数和若干个从车身板件到车内响应点的噪声传递函数。

参见计算式

式中，NTF_m为车身第m个接附点到车内的声学灵敏度，P_m为激励车身第m个接附点在车内产生的声压，P_mn为车身第m个接附点激励第n块车身板件振动产生的声压，V_mn为车身第m个接附点激励第n块车身板件振动速度响应，F_m为激励第m个接附点的激振力。

在实际操作时，只要测试拆解后的振动传递函数和噪声传递函数，再与需要优化的原始噪声传递函数进行对比，就能够快速确定内饰车身噪声传递的主要路径。

采用激振器18激励车内某一接附点m时，车内产生声压P_m为

车内总声压表示为

这时，

和V_mn都易测量，相应地，车身第n块板件的声压贡献量和占比为别为：

其中，P_m为激励车身第m个接附点在车内产生的声压，P_mn为车身第m个接附点激励第n块车身板件振动产生的声压，

为总声压相位，

为第n块板件贡献声压相位。

参见图6，将计算得到的车身各个板件的噪声传递函数

并与车身第m个接附点到车内的声学灵敏度NTF_m作比较，放入map图以便快速确定主要贡献的车身板件，不需要测试结构模态和声腔模态，提高了测试效率，降低了测试人力成本。

Claims (4)

1.一种内饰车身噪声传递路径的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，保证测试车身为内饰车身状态，确定车门及天窗关闭，使车身处于模拟自由边界测试状态；

S2，将车身分为多个板件，设定接附点和响应点，在板件外表面上布置振动传感器，在车内响应点处布置传声器，所述振动传感器和传声器通过连接线与数据采集前端数据传输连接，数据采集前端连接处理设备，处理设备对接收到的数据采集前端的信号进行处理；

S3，采用激振器对第m个接附点进行激振，所述激振器通过连接线与数据采集前端连接，设置数据采集前端的参数，数据采集前端采集激振器的力学信号F_m、传声器的声振信号P_m和第n块板件上振动传感器的响应信号V_mn，计算得噪声传递函数

和第n块板件的振动传递函数

；

S4，采用力锤对第n块板件布置振动传感器的测点进行激振，所述力锤通过连接线与数据采集前端连接，设置数据采集前端的参数，数据采集前端采集传声器的声振信号P_mn，计算得到第n块板件的噪声传递函数

，车身第n块板件的声压贡献量和声压贡献量占比为别为：

声压贡献量=

，

声压贡献量占比=

，

其中，P_m为激励车身第m个接附点在车内产生的声压，P_mn为车身第m个接附点激励第n块车身板件振动产生的声压，

为总声压相位，

为第n块板件贡献声压相位；

根据激励板件得到的噪声传递函数

与激励第m个接附点时的噪声函数

作比较，放入map图以确定主要贡献的车身板件，即确定车身噪声传递的主要路径。

2.根据权利要求1所述的内饰车身噪声传递路径的测试方法，其特征在于：所述S2中的板件包括背门、顶棚后部、顶棚中部、顶棚前部、前风挡、地板前部和地板后部，根据所关心区域增加或减少板件上振动传感器的布置数量。

3.根据权利要求1或2所述的内饰车身噪声传递路径的测试方法，其特征在于，所述S3和S4中设置数据采集前端的参数包括：设置测试频率带宽、频率分辨率、平均次数、输入窗函数和输出窗函数。

4.根据权利要求3所述的内饰车身噪声传递路径的测试方法，其特征在于：所述S3中设置数据采集前端的参数包括：测试频率带宽为0~256Hz，频率分辨率为0.5Hz，平均次数为30次，输入窗函数为矩形窗，输出窗函数为矩形窗；

所述S4中设置数据采集前端的参数包括：测试频率带宽为0~256Hz，频率分辨率为0.5Hz，平均次数为5次，输入窗函数为力指数窗，输出窗函数为指数窗。

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