汽车NVH全靠它！一文读懂悬置动刚度 “扫频+定频” 的工程逻辑

导读：在汽车研发领域，悬置系统作为连接动力总成与车身的关键“减震器”，其性能直接决定了车辆的NVH（噪声、振动与平顺性）表现。而悬置动刚度技术要求的扫频与定频两大指标，就如同一位医生的“全景扫描”与“精准狙击”，共同守护着整车的静谧与舒适。本文将通过浅显易懂的方式，带你读懂这两类要求背后的工程逻辑。

本文涉及的定频和扫频动刚度分析方法我已经录制成加餐视频课程，添加到我的仿真秀专栏精品课《橡胶减振元件刚度分析方法10讲-Hypermesh和Abaqus橡胶减振元件联合仿真分析》，欢迎读者点击文尾阅读原文观看，详情见后文：

一、什么是悬置动刚度

悬置系统的核心作用之一是隔离发动机振动，避免传递到车身引发噪音或抖动。而动刚度，正是衡量悬置在动态载荷下抵抗变形能力的关键指标。

它主要分为两类：

• 跨点动刚度：指在一点施加位移激励，测量传递到另一点的力，计算其比值

• 原点动刚度：指在施加激励力的同一点测量位移响应，计算激励力与位移的比值

理解这两个概念，是读懂后续内容的基础。

二、扫频动刚度：宽频带性能的“全景扫描”

1、什么是扫频动刚度？

扫频动刚度测试类似于对悬置系统进行一次“全身CT检查”。它在10-600Hz的频率范围内连续施加动态激励，全面掌握悬置刚度随频率变化的规律。

表1 扫频动刚度技术要求

典型测试参数：

• 频率范围：10-600Hz（覆盖怠速至高速工况）

• 预载条件：区分有负载（如Z向-1200N模拟发动机自重）和无负载状态

• 振幅：低频时±0.05mm或±0.5mm，高频时±0.05mm

图1 实测扫频动刚度曲线

2、为什么扫频动刚度如此重要？

（1）揭示材料非线性特性

橡胶材料的硬度（如53HS）和预载条件会直接影响动态刚度曲线。扫频测试可以暴露橡胶在不同温度、不同振幅下的滞后特性，确保阻尼性能稳定可靠。

（2）规避共振风险

通过宽频带刚度变化趋势，工程师可以识别悬置在发动机激励频率（如怠速25Hz、高速200Hz）附近的共振风险，避免与发动机振动产生耦合效应。

图2 跨点动刚度仿真原理及仿真模型

3、对整车NVH的意义

扫频动刚度确保了悬置在常用转速区间（对应20-150Hz）保持低动刚度，有效阻断发动机振动向车身的传递。特别是在急加速等瞬态工况下，宽频刚度稳定性能够抑制瞬时冲击噪声，提升驾驶品质。

三、定频动刚度：关键频率点的“精准狙击”

1、什么是定频动刚度？

如果说扫频是“全景扫描”，那么定频动刚度测试就是“精准狙击”。它在特定频率点（如30Hz/200Hz）施加正弦激励，考核悬置在目标工况下的刚度值。

表2 定频动刚度技术要求

• 关键频率：30Hz（对应怠速振动）、200Hz（对应高速齿轮啸叫）

• 公差控制：力值与刚度要求±15%偏差

• 振幅控制：200Hz高频点位移振幅限值±0.01mm（比30Hz的±0.25mm更加严格）

图3 定频动刚度仿真模型

图4 仿真结果读取

2、定频动刚度的核心作用

（1）保证制造一致性：严苛的公差要求（如±15%）确保了量产悬置在关键频点的刚度一致性，避免因批次差异导致的NVH问题。

（2）抑制结构共振：200Hz高频点的严格控制针对的是变速箱齿轮啮合噪声，防止悬置自身成为振动放大器。

3、定频动刚度直接决定了用户体验：

• 30Hz刚度稳定性影响车内方向盘、座椅的怠速抖动水平

• 200Hz的精准刚度控制可有效衰减传动系啸叫（如齿轮whine声），提升高速行驶时的静谧性

四、协同作战：为什么需要两类技术要求

扫频动刚度与定频动刚度并非相互竞争，而是相辅相成的关系：

典型案例：

• 如果扫频曲线在100Hz出现刚度尖峰（材料共振），可能导致加速轰鸣声

• 如果定频200Hz刚度超差+15%，将放大高速电机啸叫，引发用户抱怨

五、技术背后的NVH逻辑

发动机悬置的扫频与定频动刚度要求，本质上是系统级NVH目标的分解：

• 扫频刚度确保悬置具备“全频段抗振能力”，是隔振设计的基础门槛

• 定频刚度聚焦“用户敏感频点”，是解决实际驾乘痛点的关键防线

二者共同构成了悬置性能的“全景地图”与“战略要地”，最终服务于整车NVH品质的精细化管控。

六、橡胶减振元件刚度分析方法10讲

为了帮助读者朋友们更好的理解，以上分析方法录制加餐视频到我的课程《橡胶减振元件刚度分析方法10讲-Hypermesh和Abaqus橡胶减振元件联合仿真分析》中(已购课用户免费加餐内容)。以下是课程大纲：

橡胶减振元件刚度分析方法10讲：Hypermesh和Abaqus橡胶减振元件联合仿真分析

课程可随时回放，可开具发票

讲师提供vip群知识圈答疑和模型下载

扫码立即试看