你知道工程师和魔术师有什么共同点吗？ 从表面上看，它们似乎是截然不同的学科。 然而，深入挖掘一下，您就会发现，就像杂技演员必须同时将多个物体保持在空中一样，工程师在复杂的设计空间中导航时也必须保持多个相互关联但相互冲突的目标保持平衡。
在车辆开发领域，这种微妙的平衡行为是为了找到同时满足性能、效率和性能等设计目标的最佳设计变量。 NVH（噪声、振动和声振粗糙度）。 然而，这在实践中是一项艰巨的任务，因为没有“免费的午餐”可供利用。 任何改进一个设计目标的修改都可能至少损害另一个设计目标。
这种设计变量的一个典型例子是减轻重量。 工程师可以策略性地减轻某些部件的重量（同时保持结构刚性），从而使车辆整体更轻。 这通常会带来更好的性能和效率，因为车辆的加速质量更小，滚动阻力也更低。 然而，不利的一面是，较轻的部件吸收的噪音和振动能量较少，总体上导致 NVH 性能较差。
这种困境是当今电动汽车发展的核心。 一方面，客户想要一辆高效的车辆，因为它决定了给定电池容量的最大可用里程。 另一方面，客户对 NVH 性能比以往任何时候都更加挑剔，因为在没有嘈杂的燃烧驱动动力系统的情况下，即使是很小的吱吱声和呜呜声也能听到。
那么，工程师如何找到满足所有客户要求的最佳平衡点呢？ 让我们使用 Simcenter Testlab 中的独特工作流程来探索这个问题，该工作流程结合了两种尖端技术：虚拟原型装配和 NVH 模拟器。
NVH 工程师兼顾设计目标的指南
第一步是实施使用组件级数据预测车辆级 NVH 性能的流程。 有了这样的流程，我们就可以轻松监控预期 NVH 性能对任何设计变量修改的敏感性。
这个过程称为 虚拟原型装配 (VPA) 在 Simcenter 测试实验室中。 本质上，车辆的每个组件都可以使用包含不同数据（例如，连接频响函数、不变载荷谱、动态刚度等）的独立频域模型来表示，具体取决于组件的类型。 然后使用这些组件模型进行数学耦合 基于频率的子结构 (FBS)，从而可以预测虚拟装配的 NVH 性能。 至关重要的是，任何组件都可以根据其开发成熟度使用基于 CAE 或基于测试的数据来表示。
第二步是通过在时域中综合预测的频域车辆 NVH 性能，将结果与人类主观感知相关联。 这样可以直接评估有意义的设计变更的影响（通过听到或感觉差异）或使用时域处理方法（例如声音质量指标）进行量化。
Simcenter 测试实验室 NVH模拟器 是一本用于在时域中综合频域对车辆 NVH 性能贡献的工作簿。 本质上，每项贡献（动力系统、风、道路噪声等）均由涵盖所有相关操作条件的频域 NVH 模型表示。 这些 NVH 模型是使用自下而上（例如，使用 VPA 预测）或自上而下（例如， 全车分解）技术。 然后通过在车辆拓扑中组合多个 NVH 模型来创建真实的整车 NVH 环境。 最后，通过监控车辆的运行状况来实时合成每个 NVH 模型，或者直接根据预定义的驾驶配置文件，或者使用连接到实际驾驶员输入的实时性能模型进行模拟。
老朋友你好
让我们回顾一下我们的减肥示例，看看如何在实践中应用此工作流程。 想象一下，我们正在现有平台上开发一种新的车辆变体，其具体目标是优化结构传播的道路噪声。 为了研究该变体对减重的敏感性，我们创建了一个 VPA 模型，其中车身腔体、副车架和悬架模型基于 CAE，而支柱安装模型使用供应商提供的动态刚度，并且轮胎在物理轮胎上进行表征使用粗糙表面轮廓的测试台。
该 VPA 模型的原始输出将是在轮胎测试台上表征的所有速度下预测的结构传播道路噪声。 将这些预测映射到 NVH 模型后，我们可以使用 NVH 模拟器使用任何随机速度曲线来合成结构传播的道路噪声。 下面的结果是使用从 70 公里/小时到 0 公里/小时的合成滑行得出的。
