汽车NVH 传递函数及安装点动刚度优化实操
（1）汽车NVH分析中传递函数常用优化方法
（2）传递函数在NVH分析中的作用和意义
（3）动刚度（IPI）常用优化方法介绍
（4）振动传递函数（VTF）常用优化方法介绍
（5）噪声传递函数（NTF）常用优化方法介绍
（6）实例-动刚度优化实操
（7）小结
一、基本概念-传递函数
对一个线性系统来说，灵敏度与输入和输出没有关系；但是对一个非线性系统，灵敏度不仅与系统有关，还与输入和输出有关；在工程上，可以把车身近似看成一个线性系统，即从这层意义讲，灵敏度反应了车身系统的特征。
二、基本概念-IPI（以下摘自“NVH一本通”）
三、基本概念-VTF
振动传递函数分析的激励点位置与动刚度分析的激励点位置相同，但是对于VTF分析而言，响应点位置为座椅安装点、换挡手柄、方向盘等。
参考值
单位载荷作用下，响应点在20-100Hz（0-100Hz）内的速度值：
1、方向盘不大于0.3mm/s/N（或0.2）
2、座椅不大于0.1mm/s/N（或0.03）
减震器左前安装点-方向盘12点
四、基本概念-NTF
噪声传递函数分析的激励点位置与动刚度分析的激励点位置相同，但是对于NTF分析而言，响应点位置为驾驶员、副驾驶员右耳位置、后排内外耳等。
参考值
单位载荷作用下，响应点在20-200Hz（20-500Hz）内的声压级：
1、主方向不大于55或60dB；
2、次方向不大于60或65dB。
减震器左前安装点-驾驶员右耳
五、基本概念-目标来源
传递函数分析目标或参考来源：竞品车、同平台车型、数据库、隔振、相关理论等。
sources:Chuntie Xu Ph.D PPT
六、NTF优化思路
现象：某一后悬置安装点Y向63Hz驾驶员右耳响应点出现明显峰值
1、排查动刚度：某一后悬置安装点Y向动刚度结果
3、IPI优化验证
4、NTF优化验证
按书中优化思路：
1、低频段，动刚度接近静刚度，即在低频区域占主导地位的是刚度。如果作用在系统的外力变化很慢，即外力变化的频率远小于结构的固有频率时，可以认为动刚度和静刚度基本相同。
2、在高频段，动刚度的幅值为ω2m，表明共振频率以上的频率段主要用占主导地位的质量项来描述，这是因为质量在高频振动中，产生很大的惯性阻力。当外力的频率远大于结构的固有频率时，结构则不容易变形，即变形较小，此时结构的动刚度相对较大，也就是抵抗变形的能力强。
3、在共振频率处动刚度的幅值下降明显，其幅值为ωc，表明在共振频率处主要受阻尼控制。而在共振频率处，结构很容易被外界激励起来，此时采用一些阻尼方案可进行共振峰值的抑制。
常见优化方法：
1、接附点动刚度是局部点刚度特性，在实际优化过程中，可以结合应变能、模态、ODS等，如将L形改为几字形、开口截面改为封闭截面、增加加强筋、优化接头、搭接合理、增加合适的加强件、厚度、……等。
2、可以参考相近车型结构，如某车型右悬置与轮罩搭接，提升右悬置Y向动刚度，这种结构现应用非常普遍。
3、动刚度在整车NVH开发中具有非常重要的地位和作用，其性能好坏直接影响整车NVH性能，在前期动刚度分析中，特别是关键点的动刚度最好能优化到合理水平。
七、VTF优化思路
28Hz模态贡献量分析结果
八、IPI后处理
由于测量振动信号的时候，加速度信号的测量相对于位移，加速度信号更为方便，所以一般对于振动信号的采集通常采用加速度测量。在频域中输出位移、速度及加速度其动刚度结果是一样的，可以相互转换。
反映连接点动刚度特性的原点加速度导纳称为IPI。IPI 全称 Input Point Inertance，指的是加速度导纳，表示加速度响应与激励力之间的传递函数，如图17.5所示。
图17.5 原点动刚度示意图
加速度导纳可以表示为：对车身某一点进行激励，得到同一点的响应，得到车身原点动刚度（IPI，Input Point Inertance），定义为17-18所示。
（17-18）
1.若输出位移，根据刚度等于力除以位移，Kd=F/X=1/X(X为输出的位移响应曲线)。由此可得1001点三个方向的动刚度曲线如下所示，其平均值分别为934.4N/mm、4822.3N/mm、753.1N/mm。
2.若输出速度，根据速度与位移的关系，
,Kd=F/X=F/v/w=(F*w)/v=w/v=2pi*f/v（其中v为速度响应曲线），可得1001点三个方向的动刚度曲线如下所示，其平均值分别为934.4N/mm、4822.3N/mm、753.1N/mm。
3.若输出加速度，根据IPI的计算公式，或加速度与位移的关系，
,可计算得到动刚度Kd=w2/a(其中a加速度响应曲线)，可得1001点三个方向的动刚度曲线如下所示，同样可得到其平均值分别为934.4N/mm、4822.3N/mm、753.1N/mm。
在《NVH一本通》中讲解了四种不同的处理方法，分别是平均法、指数法、面积法和三分之一倍频程法等，其详细流程见书籍。本文主要讲解一下面积法，其余方法参阅书籍内容。
其中面积法是通过IPI曲线所包围的面积计算得到，其公式17-24推导如下。IPI （ Input Point Inertance源点导纳分析）是指在一定的频率范围内，通过在加载点施加单位力作为输入激励，同时将该点作为响应点， 测得该点在该频率范围内的加速度作为输出响应， 用于考察该点的局部动刚度。
源点加速度导纳公式为：
由上式可知，面积法所得到的动刚度是通过响应曲线与横坐标频率围成的面积进行计算得到，如下所示的叉的区域，如图17.37所示。
图17.37 面积法动刚度结果面积图示
采用面积法进行动刚度计算，需要设定一个目标参考值，即如参考刚度值为1200N/mm，通过面积公式17-24可得需要计算的动刚度公式17-25。
其计算公式为：
Kx={absarea((p4w1c4.x),(p4w1c4.y))*1200./absarea((p4w1c1.x),(p4w1c1.y))}
1200是目标动刚度值，单位N/mmm;absarea表示求面积
((p4w1c4.x),(p4w1c4.y))是目标动刚度曲线的x轴和Y轴；
((p4w1c1.x),(p4w1c1.y))是激励点1001X方向的加速度响应曲线的x轴和Y轴；
可得1001点三个方向的动刚度值分别为811.4N/mm、1944N/mm、660.7N/mm。
若要计算50-200Hz频率范围内的动刚度可以按如下操作：
Kx_f50_200= {absarea(50:200,lininterp(p4w1c4.x,p4w1c4.y,50:200))*1200./absarea(50:200,lininterp(p4w1c1.x,p4w1c1.y,50:200))}
通过计算可得1001三个方向的动刚度分别为864.6N/mm、2755.9N/mm、662.1N/mm。
通过各种方法得到的动刚度有所差异，但在实际工程中，在性能目标定义时应该统一同一种方法即可，包括CAE分析、竞品测试或实车测试，这样的分析优化等才具有一定的实际指导意义。
