在汽車研發(fā)中CAE計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)有著重要意義，隨著行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，產(chǎn)品更新速度越來越快。CAE在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量、壽命、性能和成本等方面發(fā)揮著更加重要的作用，CAE為汽車行業(yè)的高速發(fā)展提供了具有中心價(jià)值地位的技術(shù)保障，避免傳統(tǒng)上的設(shè)計(jì)—試制—測(cè)試—改進(jìn)設(shè)計(jì)—再試制的重復(fù)過程，為企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益。
在整車CAE仿真中，帶內(nèi)飾車身的仿真是核心內(nèi)容之一。帶內(nèi)飾車身是將整車從軟連接處（彈簧、襯套）斷開，去除動(dòng)力總成和底盤系統(tǒng)后剩下的部分，專業(yè)術(shù)語為Trimmed Body（下面簡(jiǎn)稱TB）。主要包括白車身、門蓋系統(tǒng)、座椅系統(tǒng)、內(nèi)外飾系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、副車架和電子電器件等，能夠較好的反映整車狀態(tài)下的車身狀況。以T300車型開發(fā)中的TB NVH仿真為例，主要研究模態(tài)、動(dòng)力總成與底盤安裝點(diǎn)的激勵(lì)到車內(nèi)響應(yīng)點(diǎn)之間的噪聲傳遞函數(shù)（NTF）、振動(dòng)傳遞函數(shù)（VTF）等。眾泰工程師在T300開發(fā)處于數(shù)據(jù)階段時(shí)，就能夠預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)中存在的NVH性能風(fēng)險(xiǎn)，并通過NVH仿真找到最佳優(yōu)化方案，提升T300的NVH性能。
搭建模型是進(jìn)行Trimmed Body仿真的第一步，工程師將T300數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件中。由于車身主要由薄板件構(gòu)成，因此采取用薄板中間平面代替薄板的方式進(jìn)行網(wǎng)格模型建立，并對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化，并將各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行連接，得到T300 Trimmed Body 模型。模型共由245萬個(gè)網(wǎng)格單元組成，整個(gè)TB建模需要白車身、門蓋系統(tǒng)、內(nèi)外飾系統(tǒng)、電器系統(tǒng)等方面的Catia數(shù)據(jù)。
搭建完模型后，工程師才能啟動(dòng)進(jìn)一步的仿真分析。NVH仿真主要進(jìn)行三方面的分析：其中TB模態(tài)仿真是為了考察帶內(nèi)飾車身固有頻率和振型，了解動(dòng)態(tài)特性，為解決噪聲、振動(dòng)問題提供參考依據(jù)；TB噪聲傳遞函數(shù)分析是在單位力的作用下車內(nèi)響應(yīng)點(diǎn)的聲壓值， TB振動(dòng)傳遞函數(shù)是在單位力的作用下車內(nèi)響應(yīng)點(diǎn)的振動(dòng)值。
模態(tài)分析作為整車NVH分析的一個(gè)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對(duì)整車NVH性能管控起著關(guān)鍵的作用。模態(tài)分析能夠反映出結(jié)構(gòu)在低頻范圍內(nèi)的振動(dòng)問題，尤其對(duì)避開路面和發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)尤為重要。將T300模型投入到求解器中進(jìn)行計(jì)算得到T300車型的模態(tài)圖、振動(dòng)傳遞函數(shù)曲線圖、噪聲傳遞函數(shù)曲線圖。
分析車身整體或局部在各頻率下的運(yùn)動(dòng)模態(tài)情況時(shí)，為了方便觀察，通常會(huì)將運(yùn)動(dòng)模態(tài)放大處理。在模態(tài)振型圖中顏色越冷代表著振動(dòng)越小，顏色越暖的地方表示振動(dòng)越大。這時(shí)，工程師們就可以通過暖色調(diào)部分查看該位置是否存在問題，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化直到該階模態(tài)達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)為止。在后背門的設(shè)計(jì)過程中，如果后背門模態(tài)偏低，會(huì)導(dǎo)致其行駛過程中振動(dòng)過于激烈，密封性及其抵抗變形的能力差，引起車內(nèi)轟鳴聲。
車身上的具有較大平面的鈑金件（如地板、頂蓋、前圍板）如果模態(tài)偏低，會(huì)導(dǎo)致與發(fā)動(dòng)機(jī)或者路面激勵(lì)耦合產(chǎn)生共振，造成車內(nèi)轟鳴聲，影響整車NVH性能。
車身在整車的NVH性能中有著重要影響，不論是來自路面的噪聲，還是來自發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲，都是通過車身傳遞給乘員。所以對(duì)車身與底盤之間的主要連接區(qū)域進(jìn)行噪聲傳遞函數(shù)分析，以便找到對(duì)NVH特性影響比較大的關(guān)鍵零部件，預(yù)測(cè)噪聲水平，并采取相應(yīng)的措施有效地抑制噪聲傳入車內(nèi)，從而降低車內(nèi)噪聲。針對(duì)某一峰值下噪聲傳遞函數(shù)超標(biāo)問題，在該頻率下進(jìn)行節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)量分析。
針對(duì)某頻率響應(yīng)（產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲）峰值超標(biāo)問題，工程師們會(huì)找到該頻率附近幾階模態(tài)，并求得其附近幾階模態(tài)的總和，對(duì)其進(jìn)行工作變形模態(tài)分析（ODS分析），能夠有效地解決該頻率下響應(yīng)較大的問題。
對(duì)于車內(nèi)振動(dòng)來說，人們最為關(guān)心的是低頻振動(dòng)。從其產(chǎn)生的機(jī)理可以看出它與整車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很大的直接關(guān)系，它是在從零部件向整車的整合過程中帶來的問題。設(shè)計(jì)階段，NVH仿真可以通過對(duì)有限元模型進(jìn)行振動(dòng)傳遞函數(shù)（VTF）分析，找到在設(shè)計(jì)階段存在的問題，可以有效地抑制汽車低頻抖動(dòng)的問題，提高車內(nèi)乘員的舒適性。
目前眾泰汽車工程研究院已經(jīng)建立了科學(xué)而完整的CAE仿真研發(fā)體系，通過CAE仿真技術(shù)的運(yùn)用，眾泰汽車大幅提高了研發(fā)中的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，減少車型設(shè)計(jì)修改時(shí)的盲目性。同時(shí)積累了大量的仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)和技術(shù)參數(shù)，進(jìn)一步提升了研發(fā)中的設(shè)計(jì)能力。
