汽车仪表板异响开发与风险控制

汽车仪表板异响开发与风险控制王海军博士异响开发的意义和产生机理仪表板前期异响开发流程数模检查与CAE仿真仪表板零部件异响测试与整车测试异响评价与优化案例演讲内容SGMWConfidential/机密异响开发意义异响问题容易引起用户抱怨，从而会影响整车质量体验，降低购买欲望。异响后期消除/降低成本高。在车辆的前期进行异响开发和预防，不但对用户体验有着质的提升，同时对降本减耗也有着重要的意义。异响消除成本统计RattleSqueakInitialcontactIfRelativemotionRiskforSqueaknoiseRelativedisplacementGapsizePartsdon’ttouchRelativedisplacementGapsizePartstouchGAPSizeGAPSize异响产生机理ClosetothenaturalresonancefrequencyBuzz当振动变形大于两零件的Gap设计时，则风险较大；材料性质也是一个重要因素。尺寸技术规范库(DimensionalTechnicalSpecification，DTS)InterfacenamePartAPartBGapdimension[mm]Tolerance[mm]F1Part1Part101.00.8F2Part5Part151.00.5F3Part12Part211.00.5F4Part43Part361.00.5F5Part6Part652.00.8.................Part1Part10GAPRattle产生机理与避免摩擦异响主要因素:材料不兼容性具有较长接触面过度接触（比如两种材料压得过紧）Squeak产生机理与避免Vi速度Fi预载Ti温度Hi湿度V=1mm/sF,T,H=ConstF=10NV,T,H=ConstT=10˚V,F,H=ConstH=0%V,F,T=ConstV=5mm/sF,T,H=ConstF=20NV,T,H=ConstT=23˚V,F,H=ConstH=20%V,F,T=ConstV=10mm/sF,T,H=ConstF=30NV,T,H=ConstT=30˚V,F,H=ConstH=50%V,F,T=ConstV=20mm/sF,T,H=ConstF=50NV,T,H=ConstT=40˚V,F,H=ConstH=70%V,F,T=ConstStick-Slip测试工况ImpulseRate范围(IR){Min,Max}Unit[1/mm]摩擦声的测试机理Squeak测试影响因素：两接触面做相对切向运动，且表面有压力。Stick-slip强度取决于两种材料的表面能量；表面摩擦强度取决于两接触面材料的分子结构；表面结构也有影响材料测试库测试开发流程虚拟工程阶段验证阶段仿真刚度分析、模态分析、频率响应分析•控制静刚度•控制一阶模态频率•控制最大位移值•等等…异响测试•紧急补救措施•制造成本高•时间成本高如何在虚拟工程阶段更好地运用仿真手段?传统的产品开发流程中，单纯使用刚度分析、模态分析、频率响应分析无法捕捉到异响发生的物理现象，所以样车验证阶段异响的风险往往难以避免，此时采用补救措施成本昂贵。传统的产品异响性能开发流程DMU检查异响风险分析接触点识别风险分析处理方案选择异响仿真分析整车和零部件异响测试路谱采集整车异响台架测试闭合件系统、车窗玻璃、车体仪表板及附件、座椅、顶棚评价异响源异响源优化材料优化异响控制主观评价客观评价问题总结与跟踪异响前期开发技术路线异响开发流程异响前期开发要求：通过整个异响性能开发、控制工作的开展，需要对内外饰及相关部门配合进行异响前期分析与优化工作；识别出异响问题点，协助与零部件供应商提出解决方案，进行整改后新一轮验证。结果要求：仪表板要求变形振幅至少优化20%以上。仪表板异响开发DMU数模检查——接触点分析在数据设计冻结前必须进行接触点分析，一般需要做三轮D–21doorsealsqueakstothebodyContactPoint:21DoorsealingBIWMaterials:EPDMSteelpaintedDisturbingNoise:RattleSqueakByFunctionByStreet-DrivingXByAudio-AcousticProblemofDesign:Sealingsqueakstothebodywhiledriving.Immediatesol.:Intermediatesol.:Longtermsol.:TestseveralAnti-Friction-Coatingsforefficiency.ZINStoproposeseveralfromEurope,MrunaltocheckIndianmarketforAFC.MustdevelopCoatingsonsealsthatworkagainstBIWpaint.Agreement:每一个接触点必须分别分析Squeak&Rattle08.05.201812机密ConfidentialPage13接触点:IPupperFinishercodriver材料:TPO+PPfoilPCABS异响类型RattleSqueak功能性激励源异响激励点X电子设备激励原因:衬托和分模线的接触存在squeak风险IP上部刚度不足和卡扣的滚动运动会产生接触点的相对运动更改建议:释放IP上部到IP载体方案确认：仪表板数模检查案例机密ConfidentialPage14Altair异响分析流程仪表板前期异响仿真与异响分析异响风险分析1.系统、零部件接触面之间发生异响的风险分析2.内饰件中结构改进、卡扣、螺栓等连接关系的设计建议3.几何尺寸公差及材料匹配改进意见问题根源分析&灵敏度分析1.使用SNRD后处理工具可以对参与主要贡献的模态振型及零件进行识别、研究2.”What-if”分析，用于考察当对某个模态进行部分修正或完全消除时，性能改善的预期以及对其他区域的影响3.材料、连接因素灵敏度分析优化设计1.基于项目实际情况找出解决方案2.对解决方案的快速验证及解读整车异响路谱采集标准测试路面选择中等比利时路面绳索路平整比利时路面水泥裂缝路鹅卵石路参考全球最佳工程实践经验，挑选如下5种测试路面，用于客观测试，考察Seat内外饰的安装点PSD曲线。路面选择100.000.00Hz(Frequency)/Frequency10.000.01e-3Log(...)(m/s2)2/Hz1.000.00AmplitudeFGMPSDStandardFPSDFD_L_Latch:-XFPSDFD_Left_low:-XFPSDFD_Left_up:-XFPSDFD_R_Latch:-XFPSDFD_Right_Low:-XFPSDFD_Right_up:-XFPSDRD_L_Latch:+XFPSDRD_Left_Low:-XFPSDRD_Left_up:-XFPSDRD_R_Latch:-XFPSDRD_Right_low:-XFPSDRD_Right_up:-XFPSDTaiLgate_latch:-XFPSDTailgate_LHS:-XFPSDTailgate_RHS:-XFPSDFD_L_Latch:+YFPSDFD_Left_low:-YFPSDFD_Left_up:-YFPSDFD_R_Latch:-YFPSDFD_Right_Low:+YFPSDFD_Right_up:+YFPSDRD_L_Latch:+YFPSDRD_Left_Low:-YFPSDRD_Left_up:-YFPSDRD_R_Latch:-YFPSDRD_Right_low:+YFPSDRD_Right_up:+YFPSDTaiLgate_latch:+YFPSDTailgate_LHS:+YFPSDTailgate_RHS:-YFPSDFD_L_Latch:+ZFPSDFD_Left_low:-ZFPSDFD_Left_up:-ZFPSDFD_R_Latch:+ZFPSDFD_Right_Low:-ZFPSDFD_Right_up:+ZFPSDRD_L_Latch:-ZFPSDRD_Left_Low:+ZFPSDRD_Left_up:-ZFPSDRD_R_Latch:+ZFPSDRD_Right_low:+ZFPSDRD_Right_up:+ZFPSDTaiLgate_latch:+ZFPSDTailgate_LHS:+ZFPSDTailgate_RHS:+Z100.000.00Hz(Frequency)/Frequency10.000.01e-3Log(...)(m/s2)2/Hz1.000.00AmplitudeFGMPSDStandardFPSDFD_L_Latch:-XFPSDFD_Left_low:-XFPSDFD_Left_up:-XFPSDFD_R_Latch:-XFPSDFD_Right_Low:-XFPSDFD_Right_up:-XFPSDRD_L_Latch:+XFPSDRD_Left_Low:-XFPSDRD_Left_up:-XFPSDRD_R_Latch:-XFPSDRD_Right_low:-XFPSDRD_Right_up:-XFPSDTaiLgate_latch:-XFPSDTailgate_LHS:-XFPSDTailgate_RHS:-XFPSDFD_L_Latch:+YFPSDFD_Left_low:-YFPSDFD_Left_up:-YFPSDFD_R_Latch:-YFPSDFD_Right_Low:+YFPSDFD_Right_up:+YFPSDRD_L_Latch:+YFPSDRD_Left_Low:-YFPSDRD_Left_up:-YFPSDRD_R_Latch:-YFPSDRD_Right_low:+YFPSDRD_Right_up:+YFPSDTaiLgate_latch:+YFPSDTailgate_LHS:+YFPSDTailgate_RHS:-YFPSDFD_L_Latch:+ZFPSDFD_Left_low:-ZFPSDFD_Left_up:-ZFPSDFD_R_Latch:+ZFPSDFD_Right_Low:-ZFPSDFD_Right_up:+ZFPSDRD_L_Latch:-ZFPSDRD_Left_Low:+ZFPSDRD_Left_up:-ZFPSDRD_R_Latch:+ZFPSDRD_Right_low:+ZFPSDRD_Right_up:+ZFPSDTaiLgate_latch:+ZFPSDTailgate_LHS:+ZFPSDTailgate_RHS:+Z搓板路比利时路路谱采集与包络案例Road1-PaveBelgianTime-12s(0~12)Points-24576Road2-ModerateBelgianTime-14s(12~26)Points-28672Road3-RopesTime-10s(26~36)Points-20480Road4-BandRoadTime-14s(36~50)Points-28672Road5-CobbleStoneTime-12s(50~62)Points-24576Road6-SmoothAsphaltTime-6s(62~68)Points-12288路谱叠加异响分析输入需求1)激励载荷需求多体动力学模型提取的激励；整车振动台架中获取的激励；不同路况、不同车速下测取的激励；既有的功率谱密度信号；载荷的测试和数据处理会在其他文件中进行说明。2)整车包含内饰的CAD数据；3)材料数据（弹性模量，泊松比，密度，阻尼）4)GD&T数据5）Stick-Slip数据异响分析建模要求车身钣金件建模要求见车身建模规范，以下对内饰件的建模要求：1)在中面上进行网格划分；2)网格单元类型：壳单元（四边形和三角形），一些电器可以划分成实体单元；3)网格