改善车辆关门声品质的车门结构优化系统及方法与流程

1.本发明涉及车辆设计技术领域，尤其涉及一种改善车辆关门声品质的车门结构优化系统及方法。


背景技术：

2.随着汽车行业的发展以及人均汽车保有量的增加，汽车与人的关系日益密切，驾乘人员对车辆的舒适性要求也越来越高，同时随着用车人员的品位提高，人们对车辆的要求除了动力性强、燃油经济性好、质量稳定之外，还要求车内声音悦耳；传统的声压级等评价标准并不能反映人们对于噪声的主观判断，很多声压级指标相同的声音，给人的主观感觉却截然不同，而有的声音声压级虽然较高，但让人感觉比较愉悦，有些却反之，车门内板、外板等钣金件性能对车辆的关门声品质有决定性的影响，是产生噪声和使人听觉感到不适的主要因素，随着现代汽车发展对车辆轻量化的高要求和发展趋势，以上问题亟待解决。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种改善车辆关门声品质的车门结构优化系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改善车辆关门声品质的车门结构优化方法，包括：
5.根据项目开发设计获取白车车门初始数据；
6.根据初始数据创建cad模型；
7.通过有限元前处理软件对cad模型进行有限元分析前处理；
8.搭建白车车门有限元模型；
9.对有限元模型进行校准修正；
10.通过模态叠加法和节点贡献量有限元方法锁定内板薄弱位置；
11.通过静压力法和表面弱点动刚度有限元方法锁定外板薄弱位置；
12.对所述有限元模型进行等效辐射声功率分析，通过计算得到白车车门结构加强前后的等效辐射声功率分析结果，对比结果差异判断加强方案的有效性。
13.进一步地，根据初始数据创建cad模型步骤还包括：校对材料属性、焊接、胶粘信息及搭接关系。
14.进一步地，搭建白车车门有限元模型步骤还包括：确定满足有限元仿真分析要求的条件，包含满足计算标准的网格，焊接胶粘的网格化处理。
15.进一步地，对有限元模型进行校准修正步骤前还包括：
16.将所述有限元仿真模型进行车门模态分析，以获得车门模态分析结果；
17.对白车车门样品进行模态测试，以获得车门模态测试结果。
18.进一步地，对比车门模态分析和车门模态测试结果，对比范围限定在 0-60hz，要求误差≤5％；如果误差＞5％，对有限元模型进行校准修正，确保对比结果误差≤5％。
19.进一步地，通过模态叠加法和节点贡献量有限元方法锁定内板薄弱位置的步骤还包括：比对出两种方法找寻的弱点重合部位进行结构加强，通过更改内板局部特征，实现内板性能提升。
20.进一步地，通过静压方法和表面弱点动刚度有限元方法锁定外板薄弱位置步骤还包括：两种方法结合找出车门外板需要结构加强的区域，并在车门外板强化区域粘贴补强片。
21.进一步地，根据初始数据创建cad模型步骤前还包括：
22.根据白车车门初始数据制作样品；
23.进行关门声品质测试；
24.和项目开发目标进行比对，如不满足目标需要对车门结构进行优化；
25.其中，测试内容包括关门声品质中的尖锐度和响度。
26.进一步地，一种改善车辆关门声品质的车门结构优化系统，包括：
27.测试模块，通过对白车车门初始数据的样品进行关门声品质的测试，获取车门初始数据样品的关门声品质表现，判断是否满足设计要求。
28.强化模块，对白车车门初始数据进行有限元前强化处理，其中，包括车门内板和车门外板结构性能的强化处理；
29.选择模块，强化模块和获取的强化结果，通过仿真方法进行选择，避免过量设计；
30.验证模块，对新设计的车门结构进行关门声品质验证，确认设计方案，推进设计方案实施。
31.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中所述的车门结构性能优化方法具有通用性，对于不同类型车门均可通过本发明进行车门结构性能优化，达到车门设计的合理化和有效性，改善车辆关门声品质。
附图说明
32.图1为改善车辆关门声品质的车门结构优化方法流程图；
33.图2为优化前后等效辐射声功率仿真曲线；
34.图3为改善车辆关门声品质的车门结构优化系统结构图；
35.图4为车门结构强化前和强化后关门声品质测试表。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.请参阅说明书附图，本发明提供一种技术方案：一种改善车辆关门声品质的车门结构优化方法，包括以下步骤：
38.s100、根据项目开发设计获取白车车门初始数据；
39.s200、根据初始数据创建cad模型；
40.s300、通过有限元前处理软件对cad模型进行有限元分析前处理；
41.s400、搭建白车车门有限元模型；
42.s500、对有限元模型进行校准修正；
43.s600、通过模态叠加法和节点贡献量有限元方法锁定内板薄弱位置；
44.s700、通过静压力法和表面弱点动刚度有限元方法锁定外板薄弱位置；
45.s800、对所述有限元模型进行等效辐射声功率分析，通过计算得到白车车门结构加强前后的等效辐射声功率分析结果，对比结果差异判断加强方案的有效性。
46.本实施例中，步骤s100根据项目开发设计获取白车车门初始数据，通常由以往项目经验确定结构。
47.步骤s600通过模态叠加法和节点贡献量有限元方法锁定内板薄弱位置是对车门内板进行强化的方法，车门内板通常充满孔洞，钣金结构充满加强筋，此两种方法结合可以较好的获取在这些特征下的内板结构弱点；两种方法均可以获取车门内板要求频率范围内薄弱位置的示意，其中单一一种方法得到的薄弱位置较多，为更好地找到结构中最需要加强的位置，比对出两种方法找寻的弱点重合部位进行加强，通过更改内板局部特征，如起筋、翻边、增加连接等，实现内板性能提升。通过本步骤获取车门内板结构优化方案。
48.步骤s700通过静压力法和表面弱点动刚度有限元方法锁定外板薄弱位置是对车门外板的强化方法，车门外板通常比较平整，静压力法可以较好的区分出车门外板的静刚度强弱位置，同时，表面弱点动刚度法可以辅助识别要求频率范围内的车门外板弱点，进一步锁定车门外板弱点，两种方法结合找出车门外板需要加强的区域，弱点找寻的更加精确，车门外板强化方式通常是在识别弱点处粘贴补强片来实现，寻找位置精确能够使用较少的补强片实现最好的性能。通过本步骤获取车门外板结构优化方案。
49.步骤s800等效辐射声功率方案选择，关门声品质需要通过关门声音的响度和尖锐度来衡量，等效辐射声功率法可以辅助对车门内、外板进行方案的提前判断，在保证满足目标要求情况下，避免过量设计，造成车门重量和成本的提升；对车门内板结构优化方案和车门外板结构优化方案进行等效辐射声功率验证，途中实线部分是优化前结果，虚线部分等效辐射声功率降低达到效果后，锁定车门结构优化方案，达到车门结构强化精准设计的目的，如图2所示：
[0050][0051]
优选地，根据初始数据创建cad模型步骤还包括：校对材料属性、焊接、胶粘信息及搭接关系。
[0052]
优选地，搭建白车车门有限元模型步骤还包括：确定满足有限元仿真分析要求的条件，包含满足计算标准的网格，焊接胶粘的网格化处理。
[0053]
优选地，对有限元模型进行校准修正步骤前还包括：
[0054]
将所述有限元仿真模型进行车门模态分析，以获得车门模态分析结果；
[0055]
对白车车门样品进行模态测试，以获得车门模态测试结果。
[0056]
优选地，对比车门模态分析和车门模态测试结果，对比范围限定在 0-60hz，要求误差≤5％；如果误差＞5％，对有限元模型进行校准修正，确保对比结果误差≤5％。
[0057]
优选地，通过模态叠加法和节点贡献量有限元方法锁定内板薄弱位置的步骤还包括：比对出两种方法找寻的弱点重合部位进行结构加强，通过更改内板局部特征，实现内板性能提升。
[0058]
优选地，通过静压方法和表面弱点动刚度有限元方法锁定外板薄弱位置步骤还包括：两种方法结合找出车门外板需要结构加强的区域，并在车门外板强化区域粘贴补强片。
[0059]
优选地，根据初始数据创建cad模型步骤前还包括：
[0060]
根据白车车门初始数据制作样品；
[0061]
进行关门声品质测试；
[0062]
和项目开发目标进行比对，如不满足目标需要对车门结构进行优化；
[0063]
其中，测试内容包括关门声品质中的尖锐度和响度。
[0064]
优化方案制作样件进行关门声品质测试，通过本发明提出的方法提升车门性能后可以很大改善车内关门过程声品质响度和尖锐度；同时付出的重量和成本代价较少，符合汽车轻量化设计要求，如下表所示：
[0065]
某车型关门过程响度尖锐度原车门关门声品质33.62.416优化后关门声品质31.12.149
[0066]
最后得出车门优化结构，输出给设计部门，并推动方案实施。
[0067]
优选地，一种改善车辆关门声品质的车门结构优化系统，包括：
[0068]
测试模块，通过对白车车门初始数据的样品进行关门声品质的测试，获取车门初始数据样品的关门声品质表现，判断是否满足设计要求。
[0069]
强化模块，对白车车门初始数据进行有限元前强化处理，其中，包括车门内板和车门外板结构性能的强化处理；
[0070]
选择模块，强化模块和获取的强化结果，通过仿真方法进行选择，避免过量设计；
[0071]
验证模块，对新设计的车门结构进行关门声品质验证，确认设计方案，推进设计方案实施。
[0072]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。