我们为什么要做虚拟路谱激励的整车路躁仿真？

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来源：误入CAE的程序员

作者:朱淑强

整车路躁分析当然有很多的技术手段，依据激励加载的不同，大致可以分为：TB接附点激励加载，spindle加载和虚拟路谱的加载这三种手段方法。这三种路躁仿真方法的模型复杂程度逐级增加，激励的输入对实验的依赖逐级较少，仿真介入的时间逐级提前，评价的整车系统层级逐级增加，对整车研发的意义作用也逐级增大。所以，基于路谱的整车路躁分析手段和方法，将是必然趋势，我将从以下几点详细阐述。

source: 2007 SAE

1.基于路谱的整车路躁分析，是技术发展的必然趋势

我们做NVH-CAE的仿真，最开始必然是从一个部件的模态和刚度等开始，然后随着技术水平的提升，仿真精度的提高，开始做一个子系统的仿真，例如转向系统，座椅，开闭件等等，并对这些子系统依次划分目标，仿真验证和优化；当子系统的仿真积累到一定程度，就会开始慢慢的分析到Trim Body层级。TB和底盘之间有隔振的设计，可以视为一个整体，定义其传递函数和接附点传递力即能保证整车的振动和噪声目标，所以有很长一段时间主要在这个层级上面，主要因为一方面TB层级技术手段已经成熟，解析精度还较可靠，另一方面初期国内主机厂无底盘平台研发能力，只能仿造和仿制，这样只需保证TB的性能就能保证整车的性能了。但这一点正在慢慢打破，很多主机厂都开始研发自己的底盘，即或是对底盘的变更，其变更程度也越来越大，这样势必需要对整车性能重新进行预测和校调，从整车的角度来考虑性能水平，单单对TB层级的分析和预测，已经不能满足现状和需求了。另一个就是仿真精度和技术能力的提升。底盘建模和仿相比TB来说还是要复杂一些，尤其是现在随着轮胎的建模和仿真这一难点的解决，已经完全突破了这些限制，并且解析精度越来越高，一些技术难点也基本攻克和解决，所以基于路谱的整车路躁分析将水到渠成。

source: Lucid Motor

2.基于路谱的整车路躁分析，是行业发展的必然要求

现在全世界的汽车产业正在发生变革，汽车电动化，智能化，网联化的发展，已经开始了一场革命。随着动力总成的变更，整车的噪声问题也集中表现在以下几个方面：风噪、路躁和胎噪、电机噪声和辅助系统噪声。这四类问题中，风噪结构传递的部分只与其特定部件相关，属于局部小结构问题；风噪的高频和电机噪声通过空气传播，一把剪刀解决的问题，反正总能解决，无非成本和重量；至于辅助系统噪声，结构复杂，个人认为属于气动噪声和异响那一块，比较玄学。那最后剩下的路躁，由路面不平度传递到轮胎，通过悬架，最终传递到车身，受结构影响最大，需要总全局进行考虑和校调，必须在前期进行预测和风险规避。既然要从全局进行考虑和校调，就必须从轮胎受力部分开始模拟分析，把所有的部件统统囊括进去，基于路谱的路躁仿真分析，是必不可少的技术路径，其最关键的是把轮胎考虑进去，这是spindle加载方法做不到的。

source: IBNM( Institute of Mechanics and Computational Mechanics )

3.基于路谱的整车路躁分析，研发需求的必然结果

仿真最大的优势就在于提前预知性能水平，及早做出判断和反馈，尽量在研发前期把不合适的不匹配的结构设计扼杀在摇篮里面。我们所做的部件、子系统的性能目标，最终的目的是保证整车的性能目标，但这里有最关键的部品——轮胎。不同的轮胎性能有很大的不同，轮胎的模型是否可能直接匹配底盘和车体，是否会由于轮胎的振动特性造成整车的振动和噪声，这都需要验证。现在的做法就像是两个人相互埋头做事情，一边根据要求设计轮胎，一边依据系统目标、部件目标设计底盘和车身，但这两个组合起来的性能如何，却要等到骡子车采集到spindle才能仿真验证，从研发的需求来看，最好是能在更早之前就能知道，越早提前预知，也就越早得到反馈，部件越早可以变更，时间周期上、研发成本上也能大大降低开支。另一个，就算能容忍spindle加载方法求得整车路躁，也不能评价出底盘的优劣，因为逆矩阵方法求得的反力，已经吃掉了底盘建模的误差，所以基本无从评价底盘结构的好坏。所以，要全面评价轮胎、底盘和车身，基于虚拟路谱激励的整车路躁方法是研发需求的必然结果。

source: NVH Engineering, Continental AG, Germany