走进声学系列课堂，带您探索汽车NVH

据2019年中国汽车行业用户满意度指数（CACSI）测评结果显示，除了产品质量方面的故障问题外，内饰异味、噪音、异响等问题严重困扰中国用户。用户提及较多的问题主要有：内饰异味重、行驶中轮胎噪音大、风噪声大、发动机噪音大/有杂音、燃油消耗过高、挡位不准/入挡困难（手动挡）、加速反应迟缓/无力、刹车有异响、空调噪音大。从提及的几项问题中，不难发现，其中一半都与噪声相关。随着生活品质的提高，人们对噪声这种主观的感觉越来越重视，这也就促使汽车生产商更加关注NVH性能的提升。

车辆上的噪声问题主要有动力总成噪声问题、声学包设计、空调噪声问题、整车风噪声问题、仪表盘异响问题、通过噪声问题等。随着一些高科技的使用，电动车还涉及行人警 声设计问题、超声雷达设计以及主动降噪模块设计。无论这些噪声问题出现在车上的哪个部位，关键技术都是如何能够正确理解声音的产生、传播、反射以及吸收。只有做到这一点才能针对噪声问题分析出相关的机理，并做出改善计划。NVH工程师通常需要借助试验以及计算机仿真技术手段。试验能够在一定程度上进行路径分析、辐射功率分析以及贡献量分析，并能客观的比较各种方案的实际效果。但是试验的前提必须要有试验样机，而且试验可以得到的分析内容也受到试验条件的限制，比如有的位置不方便布放测试传感器，因此无法测得相关物理量。试验无法像仿真计算一样，可以灵活的进行振动以及声学指标的拆解和组合，快速验证不同方案。计算机仿真技术这种CAE手段越来越成为车辆开发环节中必不可少的工具。

海克斯康集团智能制造旗下的Actran产品是一款专注振动声学和气动声学的声学仿真计算软件。随着近二十年来汽车行业对声学问题的重视程度越来越高，Actran产品在汽车行业也积累了大量的案例及解决方案。今年策划了多场Actran在汽车NVH方面的课程，敬请关注和参加：

在线课程一：车辆通过噪声的模拟仿真技术

国际上通过噪声标准越来越严格，我们国家的通过噪声标准在2002年之后开始了修订工作，将于2020年7月1日期实行新的标准。相比之前，有更严的噪声限值，测量方法也更接近与道路正常行驶工况。车辆通过噪声的测试费用昂贵而且只能在产品设计末期才能实施，这给企业带来很大的风险。

汽车通过噪声通常是由车外噪声源产生，包括动力总成噪声、胎噪、进排气噪声，如果是电动车，电机噪声则是动力设备的最主要噪声源。在进行通过噪声仿真预测的问题上，声源的定义非常关键，这决定了是否能够正确的预测出与实测相一致的噪声指标以及分析声源的贡献量。Actran在仿真通过噪声问题上积累了多年经验，不仅能够精准的预测通过噪声问题的关键因素——声学传递函数，还可以通过灵活的后处理功能，将各种声源加入到传递函数中，获得与试验相匹配的对比结果。不仅能够对声学包装材料带来的降噪量进行定量预测，还能通过声学超单元法进一步提高整车通过噪声优化的计算效率。对于通过噪声的主要声源——轮胎噪声，也可以通过多种手段进行分析和改进。比如研究不同载重的轮胎压缩状态对噪声的影响；不同花纹设计对噪声的影响。这两方面都可以不用借助外部非线性求解软件，只用Actran就可以进行对比预测分析。如果要预测实际轮胎转起来胎噪的大小，Actran当前版本已经专门开发了工具，可以读取轮胎研究的主流软件abaqus输出的转动轮胎的振动数据进行声音分析。这不仅可以考虑轮胎接触地面的不平顺性以及考虑胎面和地面的接触，还可以将实际轮胎的压缩变形状态考虑到声学计算中，准确预测噪声响应。通过噪声这个话题也许会成为继风噪、声学包内饰这种整车声学问题之后的又一大热点。

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在线课程二 汽车内饰车身车内噪声的模拟技术

汽车声学包设计是NVH设计的重点工作之一。对工程师来讲，如何选择合理的声学包材料方案和铺设方案与控制车内噪声水平、降低车身重量以及成本直接关联。Actran中声学材料的模拟功能可以精准的对声学包材料铺层方案和位置进行数值建模分析，预测其对车内声腔的吸声、隔声作用以及对结构的附加质量和阻尼效果。通过数值分析，让声学包方案用的明白，用的有效。而且主机厂作为成品车辆的最终供应商，对声学包性能指标的分析能力更是为消费者提供优质声学驾驶环境的保障。

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在线课程三 变速箱声学分析

动力总成不仅是外界环境噪声的一大污染源，同时也是车内乘客遭受噪声干扰的主要原因之一。Actran在这方面已经有很多应用，不仅成功预测噪声大小，并且可以通过噪声分析的手段，进行降噪方案的设计及预测。多体动力学分析手段已经被广泛应用于动力总成的模拟中。声学软件Actran联合多体动力学软件可以进行变速箱的噪声预测。不仅可以获得阶次噪声，还可以通过声学分析的手段，进行辐射贡献的分析以及生成可听文件，进行主观评价。

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在线课程四 进排气系统噪声的仿真分析

进排气噪声问题涉及的学科比较多，不仅包含排气管道中的二次气动噪声问题，还包括管道壳体的振动辐射噪声以及管道中的一些特殊部件，如颗粒回收器、消声器、空滤器等特殊功能腔体的声学传递损失设计。

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在线课程五 汽车风噪声仿真及优化

风噪声在汽车行驶速度越快越明显，对舒适性造成很大影响。风噪的准确预测需要流体动力学和声学的工程师共同努力。传统的非稳态流场结果与声类比方法相结合，已经可以比较准确的仿真这种空气动力学问题。通过结合整车内声场分析功能，可进一步预测驾驶室中的噪声水平。但是求解时间长、数据量大，成为车辆工程设计中的一个阻碍点。Actran中SNGR的半经验方法基于稳态流场结果，重构随时间变化的流场数据进行声场分析，将气动噪声问题的求解时间缩短4-6倍，可以满足工程优化设计的时间要求。

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在线课程六 高频虚拟统计能量法介绍及案例学习

人耳对声音的可听阈一般是20Hz到20000Hz，低频和高频可听范围因人而异。所以当我们关注到车辆声学舒适性的时候，不仅是一个结构声的中低频声振耦合问题。统计能量法作为高频声振耦合系统响应的经典求解方法，一直被汽车行业广泛应用。Actran自从推出统计能量方法以来，已经在众多国际车企、航天企业中得到应用，其基于有限元模型的自动统计能量模型生成功能被广大用户认可。Actran的虚拟统计能量法可以降低对实验数据的依赖，而从有限元模型中获得结构和声腔的准确表达参数和耦合参数。

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在线课程七 车辆NVH开发新方法（通过噪声、统计能量法)

整车的通过噪声外声场预测和声学包车内声场分析是汽车行业NVH分析的一个难点也是重点，我们将就此为您做详细分析和案例讲解。