基于 SNRD 模块的某车型仪表板 Rattle 异响分析及优化

                                                                                        王吉祥 周巍 王臻 乔鑫

(华晨汽车工程研究院、沈阳、110141)

摘 要: 伴随汽车的使用率逐年增加，汽车驾驶的舒适性开始备受关注，车内异响是评价舒适性的重要准则之一。本文通过Altair 公司开发的 SNRD 异响模块对某车型进行仪表板Rattle 异响分析，并通过模态贡献量分析查找异响问题源，提出改进方案，解决实车异响问题。通过本案例可以看出，SNRD 异响模块为整车研发前期预估并避免异响问题的产生提供了一个有效的方法 。

关键词: 缝隙、容差、模态贡献量、优化

Abstract: With the increasing use of cars，more focus on the comfort of car driving isincreasing day by day ，interior BSR noise performance is one of the most importantevaluation criterions for the vehicle comfort. Based on the SNRD simulation functionmodule developed by Altair Company, the rattle noise of the instrument panel wascalculated, and its root causes were founded by the contribution analysis, accord to theresults, some effective countermeasures were proposed. In this case, the SNRD moduleprovides an effective method for the development of pre-evaluation and avoiding theproblem of the Rattle.

Key words: gap，tolerance，modal contribution，optimize

1 概述

  随着人们生活品质的逐渐提高，人们对汽车的需求与要求也在与日俱增，在汽车安全成熟的今天，驾驶的舒适性越来越得到人们的重视。车内异响是评价舒适性的重要准则之一。

  异响，是两个部件之间因互相敲击与摩擦产生的不悦耳的声音。作为 NVH 中的重要问题，异响是极易被车内人员感知到，产生异响的原因有很多，如材料参数，形状等。本文以研究仪表板 Rattle 异响为主，利用 SNRD 模块考察底盘接附点激励下仪表板总成产生的异响情况。

2 前处理

  车内 Rattle 异响产生的主要原因是两个部件互相碰撞敲击产生的。为了考察车内 rattle异响情况，本文采用 E-line 分析方法。E-line 分析方法是以对两个部件之间的相对位移作为考察对象，在两个部件之间，相对位移超过容差范围是 Rattle 产生的主要原因。为了进行有效的相对位移评估，需要在要考察的两个部件之间建立 RBE3-CBUSH-RBE3 组合单元。一个 RBE3 属于主部件表面，另一个 RBE3 属于从部件表面，用刚度为 0 的 CBUSH 单元连接两个节点，使其成为一对。每一对主从节点都有其自己的局部坐标系，并与主界面对齐。E-line 的分析结果将会与各个部件间隙容差表进行比对，相对位移大于所限定的容差，即为异响易产生区域。

  Altair 公司基于上述原理进行开发适合异响分析的 SNRD 模块，本文即是使用 SNRD模块对某车型仪表板进行 Rattle 异响分析。

2.1 创建几何线

在要考察的缝隙间创建 line，如图 1。

图 1 考察缝隙几何 line

2.2 定义 Gap-tolerance 表

通过该车型 DTS 文件定义考察缝隙的 Gap-tolerance 表，如表 1。

表 1 考察缝隙 Gap-tolerance 表（部分）

2.3创建 E-Line 及工况

使用 SNRD 模块中的 snrd-pre 前处理流程创建 E-Line，如图 2 所示

   将所需要考察的缝隙创建成 E-Line 后，将通过 MBD 分解轮心力得来的底盘接附点激励，加载到 Trimmed Body 模型中，完成异响工况设置并求解。

3 计算结果

   经 SNRD 模块后处理程序进行处理后得出评判结果（图 3），其中红色区域为易产生Rattle 异响区域。

  由结果可以看出，其中仪表板本体与右侧盖板、中出风口与右侧盖板易产生异响，但实际设计中右侧盖板表面有软质蒙皮，故此处在实车中不会产生 Rattle 异响。但结果显示仪表板下本体与左端盖易产生异响且两个部件均没有软质蒙皮，故实车中此处极易产生 Rattle异响。

                                                                                                          图 3 分析结果

4 优化

  通过计算结果分析得出表板下本体与左端盖极易产生异响，且后期实车试验反馈此处确实有异响产生，故需要对其进行优化。

4.1 问题源诊断

  本文通过模态贡献量方法诊断问题源。为了确定在响应分析中对某一峰值贡献量更大的模态，就必须计算出每一个模态在该峰值处的相对贡献量。

从物理自由度转化为模态自由度的方程式：

4.2 优化分析

   通过该阶模态动画可以看出仪表板下本体与仪表板本体骨架只有两处卡扣连接（图 5红色），故尝试在原有两个连接卡扣中间新增一个卡扣（图 5 蓝色）进行仿真验证，仿真结果表明此方案可解决仪表板下本体与左端盖 Rattle 异响问题（图 6）。经实车验证该方案确实解决该处异响问题。

5 结论

   通过该车型仪表板异响分析，可以看出 SNRD 模块可以系统的进行汽车内饰系统异响分析，完整的前后处理流程可以有效提升工作效率，可有效的在设计前期预防部分内饰系统异响问题的产生。

6 参考文献

[1] 《SQUEAK&RATTLE SIMULATION AT VOLVO CAR CORPORATION USING THEE-LINE™ METHOD》, Jens Weber, Patrick Sabiniarz, Casper Wickman, etc

[2] 《Squeak & Rattle Correlation in Time Domain using the SARLINE™ Method》,Jens Weber, Ismail Benhayoun