歐寶選擇LMS混合仿真技術加速NVH工程流程
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| 縮短開發周期，提高消費者對汽車振動噪聲（NVH）舒適度的期望，迫使汽車制造商進一步擴展其NVH工程流程的功能和效率。為了滿足這些要求，歐寶引進了基于頻響函數的子結構綜合法（FBS），并驗證了這種混合仿真方法在實際中的運用。FBS法能幫助歐寶工程師創建以其組成部件的結構和振動聲學頻響函數（FRF）為基礎的裝配模型。通過車輛現有部件的FRF和計算新部件的FRF，FBS法能在開發過程早期有效地評價設計方案。這種方法是歐寶使用創新仿真方法策略中的關鍵步驟，采用這種創新的仿真方法可以進一步提高其車輛NVH開發流程的質量和性能。
高級NHV性能的車輛工程比以前更具挑戰性，特別是在開發時間不斷縮短的情況下。制造商清晰地意識到NVH工程需要一種部件級方法，特別是從更多部件由不同供應商開發以來。作為不斷尋找創新解決方案的一部分，歐寶主動研究和驗證FBS法。FBS是一種快速的混合仿真方法，具有可靠地將基于FRF的部件模型結合起來的能力，無論這些模型是來自有限元模型還是對樣車或先前車輛的測量結果。FBS能幫助工程部門靈活地將基于試驗的現有部件的FRF模型與新設計部件算得的FRF結合起來。運用這種方法，能夠克服在更高頻率預測聲學振動FRF精確性降低的問題，也省去了建立純有限元大型模型的麻煩。只要保證集成有限元模型的高精度標準，FBS特別適合中頻范圍內的仿真。通過提供傳遞路徑分析(TPA)的仿真，FBS模型還能夠對噪音和完全裝配的振動性能進行詳細的研究。
確定一個專門的項目，通過實例來驗證FBS方法，實例中總成包括子結構和全內飾車身。在第一個階段，兩個部件都用純試驗模型，以排除潛在的有限元模型精確度不夠的影響。在順利通過這一階段之后，基于試驗的副車架模型就被它的有限元模型所取代。為縮短第一個階段所需的時間，歐寶決定與LMS工程服務部門合作引進最佳的實踐方法，并提供專門的測量指導方法。 在項目的第一個階段，測量副車架和內飾車身的結構和振動聲學頻響函數，以建立這兩個部件基于試驗的表達方式。為了研究副車架修改的預測精度，將選擇兩個不同的副車架：最初的副車架和加強版副車架。另外，應考慮兩種不同類型的耦合條件：剛性耦合和柔性耦合。這是通過剛性支架代替彈性支架來實現的。所有的測量都是使用LMS SCADAS III測試硬件和LMS CADA-X軟件來實現的，后者包括LMS FBS模塊。
進行可靠FBS預測的關鍵是部件精確且兼容的表示方式。為減少測量階段的系統誤差，應用了最先進的技術。為鑒別和消除測量數據中不精確的小部分，進行了專門的兼容性檢查。為此，LMS工程服務部門開發出一項創新技術，它以頻率響應確信準則（FRAC）和相位確信準則（PAC）為基礎，描述了在兩個名義上互逆FRF之間的振幅和相位的相關性。通過在FRAC和PAC矩陣中安排這些值，能夠快速評定所有測量的兼容性。這些矩陣能夠識別由于采取不合適的測量設置產生的互易性不足，同樣也能夠識別由于不正確的分類產生的相位錯誤。 當完成單個部件的實驗環節后，歐寶和LMS的工程師組合了部件模型，并且針對不同配置進行了FBS仿真，包括初始與改進的副車架與全內飾車身的剛性和彈性附件。根據直接測量的FRF，可以立即驗證預測的振動聲學的FRF，并顯示出良好的相關性。 FBS及其強大的混合仿真功能 在轉換到混合FBS仿真之前，需要比較測得的FRF和計算出的FRF，在振幅和相位上表現出可以接受的匹配。根據這種方法，在系統上進行混合FBS仿真，系統則使用柔性耦合將實驗車身和分析副車架相結合。Arnold B?hm對這項工程的結果這樣評論道，“混合FBS仿真證明與在此工程早期獲得的FBS系統仿真具有很好的相關性。這些發現表明FBS是一種被證實了的仿真工具，能夠苛刻預測更大型系統的修改趨勢。FBS是一種非常實用的解決方案，因為只要更新修改結構的定義，它就能夠評價設計修改方案。這種工作方式要比更新和重新計算整個系統模型更容易并且耗時更短。”
“FBS方法的驗證是一個關鍵成功因素，此因素將混合方法逐漸引入歐寶公司的開發過程中。” Arnold B?hm評論道，“FBS方法結合基于試驗的FRF和解析的FRF的功能還幫助歐寶能夠在開發過程的每一階段，靈活地運用并結合適當選擇的部件模型。” 通過在概念階段展開混合仿真，能夠有效評價更多數量的設計變型方案，支持細化整車的NVH目標直至總成級和部件級。這樣可以讓工程部門更加有效地決定需要修改的部件，并確定最佳的設計變型。當考慮到增加不同供應商所承擔的開發責任時，FBS方法能夠幫助歐寶在無需泄露詳細的產品模型信息，保護其自身所有工程技術內容的情況下，更大程度地分享目標、模型和載荷。(end) |
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