Actran汽车声学包仿真.docx
基于有限元与统计能量法的
汽车声学包仿真分析
周泽
动力学
结构
MSCApex
Adams
流体非线性
多学科多物理场仿真功能
在设计和工程价值链的不同阶段准确模拟
各种产品和系统
声学
成本
Forming
Suite
制造
Virtual
TestDrive
自动驾驶
Digimat
材料
目录
1
车内声学内饰的减振降噪作用
吸声，隔声，减振
仿真方法选择
2
有限元方法、统计能量方法
3
Actran有限元方法
部件级仿真整车中低频仿真
4
ActranSEA方法
整车中高频仿真方法
总结
5
MSC声学内饰方案的特点及优势
3||fft.be
车内的声学内饰
?声学内饰被应用于汽车NVH开发中
?对声学性能的改善起到主要作用
?声学包的设计：
?材料和厚度
?铺设的位置
?轻量化和成本的控制
4||fft.be
声学内饰的吸声作用
?声学内饰件一般是多层材料的复合结构
吸声
声
?内饰材料为具有开放的孔隙
?车内空气可以与内饰材料内的空气连通
?入射波会被部分反射、部分吸收
5||fft.be
声学内饰的隔声作用
隔声阻尼
声
?内饰贴合在结构上，附加了随频率变化的阻尼
?声学内饰改变了结构向声腔辐射的方式，起到
了隔声作用
6||fft.be
阻尼材料在整车上的应用
?整车及系统部件阻尼片/涂层用于金属壁板振动减振以抑制结构声向车内传播
沥青阻尼片丁青橡胶阻尼片
（自由阻尼，较厚，高分子量大）
（宽频减振，高分子使用量小）
阻尼涂料（水性聚合物，固化时间略长，
7||fft.be
阻尼与厚度相关）
根据减振降噪情景的概念及产品设计Faureciadashinnerinsulationsolution
8|hexago
目录
2仿真方法选择
有限元方法、统计能量方法
9||fft.be
仿真方法？
Frequency[Hz]
低频中频高频
模
型
特
点
?局部响应
?局部指标
?少量的全局模态
?…
敏感性
+
不确定性
=
易变性
?系统响应
?能量指标
?大量的局部模态
?…
仿
真
方
法
有限元方法
统计能量方法
10||fft.be
20Hz200Hz2000Hz8000Hz
频率
结构声空气声内声
场
有限元方法统计能量法
车身
车身
+++
车内声腔
车内声腔
MSC
技
术
多孔材料属性(Biot)
密度
内饰件参数化建模：提供材料厚度、铺层位置
和顺序以及材料属性
方
案
内饰网格
杨氏模量
泊松比
阻尼损耗因子
流阻
孔隙率
曲折度
粘长度
热长度
+路噪/发动机载荷/风噪+路噪/发动机载荷/风噪
11
求解求解
目录
3Actran有限元方法
部件级仿真整车中低频仿真
12||fft.be
车辆噪声的仿真和优化需求
材料
系统部件
StructureandCavityFEModels
LocalSPLSimulationvs.Measurements
TrimsFEmodels
PEM
14||fft.be
多孔弹性材料的BIOT参数与识别
?使用应用物理学家MauriceA.Biot的多孔弹性材料理论定义多孔弹性材料
?Biot参数包括：
?流体参数?流体-固体参数
实验直接测量：流阻、孔隙率、复杨氏模量和泊松比
间接方法得到：通过以上参数和阻抗管测试数据，
?流体密度
?曲折度Tortuosity
?体积弹性模量
?固体参数
?孔隙率Porosity
?流阻Resistivity
测量
获得曲折度和特性长度
?弹性模量
?固体密度
?泊松比
?BIOT因子
?微观参数
?粘特性长度
?热特性长度
15||fft.be
验证与应用吸
声
系
数
仿真结果
选材及厚度设计仿真手段
隔声仿真模型的多层复合板网格
?开发定制化模板，实现参数化建模，验证多种
选材和厚度设计方案
?定义多孔材料的BIOT参数和厚度设计参数
金属板
多孔材料1
?自动生成隔声、吸声仿真模型
?自动计算所有方案，并输出报告
多孔材料1
多孔材料1
阻抗管法测量吸声系数仿真模板
仿
真
模
板
工
作
流
程
输出报告
求解声学模型
创建声学模型
定义材料参数和厚度设计参数
阻抗管吸声仿真模型的网格
AcousticstudyofDashinsulatorandInstrumentpanel
TheChallengeMSCSoftwareSolutionKeySuccessFactors
?Assessaco
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