四、案例介绍
本案例中，以矢量合成法为例加以详细说明。
1.轮心力测试
（1）轮心力测试原理
轮心力测试是基于逆矩阵原理进行的。首先通过实验方法获得转向节处的实际加速度（Operational Acceleration）。实验必须在粗糙路面上进行，以保证路面激励相对于动力总成激励足够大。然后利用有限元方法获得轮心处到转向节的传递函数（T/F）。最后利用逆矩阵法得到轮心处的力。计算公式如下式所示。
Spindle Loads Forces=（1/TF）·Operational Acceleration
=（N/（m/s2））·（m/s2）=N （8.8）
（2）实验概况
实验在是专用的粗糙路面上进行的，行驶速度为60km/h。详细情况如表8.4.1所示。
表8.4.1 实验
转向节上共布置5个测点，如图8.4.6所示。第5点为可选点，视实际情况而定。另外4点是必测点。测试时，如果传感器数量及数据采集仪通道数足够多，最好是一次性测完。否则，可以分成两组测试。
图8.4.7所示为部分实际加速度测试结果。将原始的时域测试结果进行傅里叶分析，可以获得频域信号。
图8.4.6 转向节测点布置
图8.4.7 部分测试结果
（3）传递函数计算
利用TB有限元模型，计算转向节到轮心处的振动传递函数。
（4）轮心力合成
利用式（8.8），将实测加速度和传递函数合成为轮心处的激励。如图8.4.8所示为某个轮心处Z向力合成结果。
图8.4.8 轮心力合成结果
2.声学传递函数分析
利用TB有限元模型，计算轮心处到车内乘员位置的声学传递函数。响应点的选取应该与实验测试时传声器位置相同，以方便计算结果与测试结果对标。
3.车内噪声合成
得到了轮心力和声学传递函数结果后，就可以利用矢量合成法得到车内噪声。如图8.4.9所示为车内驾驶人位置的噪声结果。图中包括计算结果和测试结果，可以看出二者具有很好的一致性。(https://www.daowen.com)
上述计算方法和结果对整车NVH性能预测具有重要意义。在设计阶段，通过路面噪声预测，可以了解产品结构中是否存在风险点，并对不同的方案进行横向对比。针对风险点提出解决方案，尽可能优化产品结构，避免实车出现问题。当产品出现问题时，可以快速查找原因，并采取有效的解决方案。
图8.4.9 车内噪声合成结果
4.路面噪声优化
路面噪声优化可以从以下三个方向入手：
1）降低激励。
2）改善传递路径。
3）降低发声部件振动。
路面噪声的激励源来自于路面，通过轮胎、悬架系统向车身传递。传递路径是悬架系统与车身的连接点。最终引起车身某处板件共振，产生辐射噪声。
降低激励有很大的难度，轮胎、悬架的改动有很多限制。因此，改善传递路径和降低发声部件振动幅值是最常用的方法。
（1）改善传递路径
从路面到车身有很多条传递路径。如图8.4.10所示为部分路面激励传递路径。其中，减振器、后拖曳臂、摆臂等为主要传递路径。
图8.4.10 路面激励主要传递路径
首先需要进行传递路径分析，以确定贡献最大的传递路径。各个关键点的原点动刚度以及到车内乘员位置的声学传递函数可以帮助判断哪条传递路径是主要的。如图8.4.11所示为后减振器座声学传递函数优化结果。通过结构优化，提高了后减振器座的动刚度，相应地该点的声学传递函数在130Hz以后有了明显的改善。
图8.4.11 后减振器座声学传递函数优化
（2）降低发声部件振动
车内噪声最终是由某个或者某些板件的振动引起的。车身是由大量的板件构成的，其中不乏面积较大的部件，如顶盖、地板、侧围、前围等。这些板件都存在局部模态。这些局部模态一旦被激励起来，就会引起车内噪声。
有很多方法可以帮助准确定位发声部件，其中CAE模拟方法是应用最广的。模态贡献量、板件贡献量、节点贡献量等都是常用的辅助手段。
图8.4.12所示为车辆通过减速带时，顶盖局部模态被激发起来引起了车内噪声。经过分析，确定后顶盖部位的局部模态是产生问题的根源，如左图所示。为了改善局部模态，在顶盖处增加加强板，如右图所示。
图8.4.12 顶盖模态引起的路面噪声
顶盖加强后，顶盖的局部振动及车内噪声模拟结果如图8.4.13所示。左图为顶盖处的振动，右图为车内噪声。从结果中可以了解到，顶盖加强后，局部模态得到了有效控制，车内噪声也明显改善。
图8.4.13 改进效果