车体设计优化方法、装置、汽车及存储介质

技术领域

本发明涉及车辆制造领域，尤其涉及一种车体设计优化方法、装置、汽车及存储介质。

背景技术

NTF函数(Noise Transfer Function，噪声传递函数)主要是指输入激励载荷与输出噪声之间的对应函数关系，用于评价结构对振动发声的灵敏度特性，对NVH性能(Noise、Vibration、Harshness，整车噪声、振动与声振粗糙度性能)有重要影响。

然而，在进行车体设计时，车体NTF函数优化困难，优化轮次多，大大影响了车辆的研发进度。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种车体设计优化方法、装置、汽车及存储介质，以解决车体NTF函数优化困难的问题。

一种车体设计优化方法，包括：

获取车体设计的NTF曲线；

当所述NTF曲线存在超标峰值时，获取所述超标峰值所在频率对应的车内声腔模态振型；

根据所述车内声腔模态振型确定问题面板；

测量所述问题面板的相位信息；

计算所述相位信息与所述问题面板的预设目标相位的匹配程度；

根据所述匹配程度确定所述车体设计的优化措施。

一种车体设计优化装置，包括：

获取曲线模块，用于获取车体设计的NTF曲线；

获取模态振型模块，用于当所述NTF曲线存在超标峰值时，获取所述超标峰值所在频率对应的车内声腔模态振型；

确定问题面板模块，用于根据所述车内声腔模态振型确定问题面板；

测量相位模块，用于测量所述问题面板的相位信息；

计算匹配程度模块，用于计算所述相位信息与所述问题面板的预设目标相位的匹配程度；

优化模块，用于根据所述匹配程度确定所述车体设计的优化措施。

一种采用如上述任意一种车体设计优化方法制造的汽车。

一个或多个存储有计算机可读指令的可读存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如上述车体设计优化方法。

上述车体设计优化方法、装置、汽车及存储介质，通过获取车体设计的NTF曲线，以分析NTF曲线是否满足要求(是否存在超标峰值)。当所述NTF曲线存在超标峰值时，获取所述超标峰值所在频率对应的车内声腔模态振型，以便于通过车内声腔模态振型分析出问题面板。根据所述车内声腔模态振型确定问题车体面板，在此处，使用了车内声腔模态振型选择需要评估的问题面板，强化了声腔模态对整车振动噪声性能评估的影响，同时也为问题面板的分析提供了一种新的选择。测量所述问题面板的相位信息，在此处，引入了面板传函相位(即相位信息)的监控，保证分析结果有效性和可靠性。计算所述相位信息与所述问题面板的预设目标相位的匹配程度，以获得相位分析结果。根据所述匹配程度确定所述车体设计的优化措施，以确定是否需要对问题面板进行优化，以及具体的优化方向。本发明解决了车体NTF函数的优化困难的问题，简化了NTF曲线的优化流程，方法的适用性强，可适用于整车研发的各个阶段，大大提高了整车的研发效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中车体设计优化方法的一流程示意图；

图2是本发明一实施例中某一车体设计在130Hz固有频率下的振型。

图3是本发明一实施例中选取参考点的示意图；

图4为某车型试验中，处于后悬的激励点与车内一响应点的NTF曲线；

图5是本发明一实施例中车体设计优化装置的一结构示意图；

图6是本发明一实施例中计算机设备的一示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在一实施例中，如图1所示，提供一种车体设计优化方法，包括步骤S10-S50。

S10、获取车体设计的NTF曲线。

可理解地，车体设计可以指整车的结构设计。在一车体设计中，车体结构是由若干问题面板组装而成的。NTF曲线主要是指输入激励载荷与输出噪声之间的对应函数关系，用于评价结构对振动发声的灵敏度特性。也就是说，NTF曲线是一个激励点到一个响应点之间的传递函数。因而，可以根据实际需要设置合适的激励点和响应点，以获取满足使用需求的NTF曲线。

S20、当所述NTF曲线存在超标峰值时，获取所述超标峰值所在频率对应的车内声腔模态振型。

可理解地，可以预先设置NTF曲线的超标阈值。若某一峰值超过超标阈值，则把该峰值标记为超标峰值，此时，NTF曲线存在超标峰值。若NTF曲线所有峰值均低于超标阈值，则NTF曲线不存在超标峰值。超标阈值是基于实际需要设置的，不同车企的不同车型，超标阈值一般存在差异。

当NTF曲线存在超标峰值时，可以获取超标峰值所在频率对应的车内声腔模态振型。车内声腔模态振型可以指车内声腔模态的振型。车身声腔模态是车内密闭空间的空气形成的系统的固有属性，该系统具有固有频率以及在固有频率下的振型模式。在汽车振动领域，固有频率称之为模态，模态频率下的振动模式称之为振型。模态会有多阶，所以也存在很多不一样的振型。不同频率下，同一车内声腔所对应的模态振型是不同的。

S30、根据所述车内声腔模态振型确定问题面板。

可以根据车内声腔模态振型中各个车体面板对指定频率的响应信息，分析出问题面板。如图2所示，图2为某一车体设计在130Hz固有频率下的振型。在该车内声腔模态振型中，处于不同车身位置的面板对应的振动幅值是存在差异的。在图2的示例中，振动幅值最大的面板是后排座椅地板下面的面板，振动幅值第二大的面板是最前面的前围板和后顶面上顶棚的面板。

S40、测量所述问题面板的相位信息。

可理解地，可通过仿真试验或现场测试测量问题面板的相位信息。相位信息可以指问题面板的传函相位的监控结果。在测量相位信息时，可以采用单响应点测量，也可以采用多响应点测量。进行多响应点的相位差分析，可以从多个相位响应点中选取一个作为参考点。在一些情况下，参考点可以是激励点，也可以是辅助分析点。在一示例中，如图3所示，可以在面板附近的门槛梁上选取参考点。

S50、计算所述相位信息与所述问题面板的预设目标相位的匹配程度。

可理解地，预设目标相位可以基于车体声腔体积不发生变化的原则进行确定。以由问题面板组成的车内声腔的一阶振动为例，在某一时刻，车内腔体的第一问题面板向内挤压，使车内声腔减少的体积为V

同样的，对于二阶振动或多阶振动，可参考一阶振动的处理方式，即通过车体声腔体积不发生变化的原则分析问题面板与预设目标相位的相位关系。

可以根据实际需要设置匹配程度。在一示例中，可以将匹配程度设置为两种匹配结果，分别为正匹配和负匹配。实际上，问题面板的相位信息与预设目标相位完全相等的情况并不常见，因而，可以在确定预设目标相位的基础上设置一个相位区间，若相位信息处于该相位区间内，则匹配程度为正匹配；若相位信息不处于该相位区间内，则匹配程度为负匹配。

S60、根据所述匹配程度确定所述车体设计的优化措施。

不同的匹配程度，对应的优化措施是存在差异的。优化措施可以指对问题面板的结构优化，如将改变问题面板的厚度、尺寸等。在一示例中，若匹配程度为正匹配，则可以对车体设计进行新的NTF曲线测试和分析，直至需要测试的NTF曲线均满足要求(不出现超标峰值)。而匹配程度为负匹配，则与超标峰值对应的问题面板需要进一步的结构优化。这些优化措施的目的在于降低车内噪音。

步骤S10-S60中，获取车体设计的NTF曲线，以分析NTF曲线是否满足要求(是否存在超标峰值)。当所述NTF曲线存在超标峰值时，获取所述超标峰值所在频率对应的车内声腔模态振型，以便于通过车内声腔模态振型分析出问题面板。根据所述车内声腔模态振型确定问题车体面板，在此处，使用了车内声腔模态振型选择需要评估的问题面板，强化了声腔模态对整车振动噪声性能评估的影响，同时也为问题面板的分析提供了一种新的选择。测量所述问题面板的相位信息，在此处，引入了面板传函相位(即相位信息)的监控，保证分析结果有效性和可靠性。计算所述相位信息与所述问题面板的预设目标相位的匹配程度，以获得相位分析结果。根据所述匹配程度确定所述车体设计的优化措施，以确定是否需要对问题面板进行优化，以及具体的优化方向。本实施例提供的车体设计优化方法，大大简化了NTF曲线的优化流程，方法的适用性强，可适用于整车研发的各个阶段，大大提高了整车的研发效率。

可选的，步骤S30，即所述测量所述问题面板的相位信息，包括：

S301、设置所述问题面板的相位响应点；

S302、通过仿真试验或现场试验测量激励点与所述相位响应点之间的频响曲线；

S303、根据所述频响曲线确定所述问题面板的相位信息。

本实施例中，相位响应点指的是为了测量问题面板的相位信息而设置的测量点。可以根据实际需要在问题面板上或问题面板附近设置相位响应点。相位响应点的个数一般为多个。在一些情况下，可以将多个相位响应点中的一个设置为参考点，参考点可以辅助分析问题面板的相位变化。

仿真试验指的是通过仿真软件进行的模拟实验。现场试验指的是实际进行的物理试验。激励点可以指振动的发生点。可以通过击打工具敲击激励点，以产生振动。记录激励点与相位响应点在不同时间点的相位变化，可以形成各个相位响应点的频响曲线。

通过分析多个频响曲线的频响曲线可以获得问题面板的相位信息。在一示例中，某一问题面板的相位信息可以包括该问题面板与其他问题面板之间的相位关系。

步骤S301-S303中，设置所述问题面板的相位响应点，以测量相位响应点的相位数据。通过仿真试验或现场试验测量激励点与所述相位响应点之间的频响曲线，以分析不同相位相应点的相位变化。根据所述频响曲线确定所述问题面板的相位信息，以生成用于分析相位匹配程度的相位信息。

可选的，步骤S10，即所述获取车体设计的NTF曲线，包括：

S101、通过仿真试验或现场试验获取所述车体设计的NTF曲线。

可理解地，NTF曲线可通过仿真试验或现场试验获得。以仿真试验为例，可以通过建模软件构建车身声腔的有限元模型，然后通过有限元分析程序对有限元模型进行分析，获得NTF曲线。

在一实例中，可以在消声室内将整备车身置于空气弹簧上，在驾驶员位置接近人耳处或后排乘员接近人耳处布置麦克风。设置的麦克风用于响应点的测量。用力锤敲击底盘激励点，通过振动噪声分析软件分析麦克风的测量数据进行分析，获得NTF曲线。

可选的，步骤S20，即所述当所述NTF曲线存在超标峰值时，获取所述超标峰值所在频率对应的车内声腔模态振型，包括：

S201、通过仿真试验或现场试验获取所述车体设计的车内声腔模态振型。

以仿真试验为例，可以通过建模软件构建车身声腔的有限元模型，然后通过有限元分析程序对有限元模型进行分析，获得车内声腔模态振型。

现场试验可以由多种试验方式。在一示例中，可以在车内空间上布置麦克风，车体空间中大概每隔300mm布置一个麦克风测试点，在副驾驶员位置和后排乘员位置各布置一个体积声源。进行测试时，通过体积声源激励，同时检测声腔(车体空间)中各麦克风响应的结果数据。通过振动噪声分析软件对结果数据进行识别，可以获得车内声腔模态振型。

可选的，步骤S20之前，即所述当所述NTF曲线存在超标峰值时，获取所述超标峰值所在频率对应的车内声腔模态振型之前，还包括：

S21、获取所述NTF曲线在指定频率的峰值及超标阈值；

S22、若所述峰值大于所述超标阈值，将所述峰值标记为所述超标峰值。

在此处，可以从NTF曲线中提取在指定频率的峰值，同时获取对应的超标阈值。可以预先设置好各个频率的超标阈值。超标阈值是基于实际需要设置的，不同车企的不同车型，超标阈值一般存在差异。若峰值大于所述超标阈值，则将该峰值标记为超标阈值，即，此时存在超标峰值。若峰值小于或等于超标阈值，则不需要对峰值进行标记，即，此时不存在超标峰值。当不存在超标峰值时，说明该NTF曲线检测到的幅值均已达标，不需要对NTF曲线进一步优化。

如图4所示，图4为某车型试验中，处于后悬的激励点与车内一响应点的NTF曲线。在该NTF曲线中，包含了处于130Hz附近的峰值。

可选的，步骤S40，即所述计算所述相位信息与所述问题面板的预设目标相位的匹配程度，包括：

S401、判断所述相位信息是否处于所述预设目标相位所在的相位区间范围；

S402、若所述相位信息处于所述预设目标相位所在的相位区间范围，则判定所述匹配程度为正匹配；

S403、若所述相位信息不处于所述预设目标相位所在的相位区间范围，则判定所述匹配程度为负匹配。

本实施例中，匹配程度可以基于车内声腔体积不变原则进行分析的。在一示例中，可以通过相位信息与预设目标相位(可以是另一问题面板的相位曲线)的比较判断是否会带来声腔体积的变化。相位匹配比较理想的是同相位即相位差为0°，反相位即相位差为180°和-180°。但相位曲线中一般不会完全是0°和180°。在一些情况下，预设目标相位为同相位时，相位区间范围可以是-90°～90°。预设目标相位为反相位时，相位区间范围可以是-180°～-90°和90°～180°。当相位信息处于预设目标相位所在的相位区间范围，则判定匹配程度为正匹配；若相位信息不处于预设目标相位所在的相位区间范围，则判定匹配程度为负匹配。

可选的，步骤S50，即所述根据所述匹配程度确定所述车体设计的优化措施，包括：

S501、若所述匹配程度为负匹配，根据预设优化程序对所述问题面板进行结构优化处理，并对结构优化后的问题面板进行验证。

可理解地，当匹配程度为负匹配时，说明当前问题面板的振动相位对车内声腔体积的影响较大，需要在结构上进行调整，以改变问题面板的振动相位。预设优化程序可以指反相位设计或者相位优化设计。预设优化程序可以对问题面板的结构进行改变，如尺寸、厚度等。进行结构优化后，需要对新的问题面板进行验证，确保相位匹配。

可选的，所述NTF曲线的条数为一条或多条。

可理解地，NTF曲线是一个激励点到一个响应点之间的传递函数。因而，在对车体设计进行优化时，通常需要对多条NTF曲线进行优化。但在一些情况下，超标的频率仅有一个，此时理论上只需要对一条NTF曲线进行优化。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

在一实施例中，提供一种车体设计优化装置，该车体设计优化装置与上述实施例中车体设计优化方法一一对应。如图5所示，该车体设计优化装置包括获取曲线模块10、获取模态振型模块20、确定问题面板模块30、测量相位模块40、计算匹配程度模块50和优化模块60。各功能模块详细说明如下：

获取曲线模块10，用于获取车体设计的NTF曲线；

获取模态振型模块20，用于当所述NTF曲线存在超标峰值时，获取所述超标峰值所在频率对应的车内声腔模态振型；

确定问题面板模块30，用于根据所述车内声腔模态振型确定问题面板；

测量相位模块40，用于测量所述问题面板的相位信息；

计算匹配程度模块50，用于计算所述相位信息与所述问题面板的预设目标相位的匹配程度；

优化模块60，用于根据所述匹配程度确定所述车体设计的优化措施。

可选的，测量相位模块40包括

设置响应点单元，用于设置所述问题面板的相位响应点；

获取频响曲线单元，用于通过仿真试验或现场试验测量激励点与所述相位响应点之间的频响曲线；

确定相位信息单元，用于根据所述频响曲线确定所述问题面板的相位信息。

可选的，获取曲线模块10包括：

获取曲线模块单元，用于通过仿真试验或现场试验获取所述车体设计的NTF曲线。

可选的，获取模态振型模块20包括：

获取峰值及阈值单元，用于获取所述NTF曲线在指定频率的峰值及超标阈值；

标记单元，用于若所述峰值大于所述超标阈值，将所述峰值标记为所述超标峰值。

可选的，计算匹配程度模块50包括：

区间判断单元，用于判断所述相位信息是否处于所述预设目标相位所在的相位区间范围；

正匹配单元，用于若所述相位信息处于所述预设目标相位所在的相位区间范围，则判定所述匹配程度为正匹配；

负匹配单元，用于若所述相位信息不处于所述预设目标相位所在的相位区间范围，则判定所述匹配程度为负匹配。

可选的，优化模块60包括：

优化单元，用于若所述匹配程度为负匹配，根据预设优化程序对所述问题面板进行结构优化处理，并对结构优化后的问题面板进行验证。

可选的，所述NTF曲线的条数为一条或多条。

关于车体设计优化装置的具体限定可以参见上文中对于车体设计优化方法的限定，在此不再赘述。上述车体设计优化装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种采用如上述任意一种车体设计优化方法制造的汽车。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括可读存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机可读指令。该内存储器为可读存储介质中的操作系统和计算机可读指令的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部服务器通过网络连接通信。该计算机可读指令被处理器执行时以实现一种车体设计优化方法。本实施例所提供的可读存储介质包括非易失性可读存储介质和易失性可读存储介质。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机可读指令，处理器执行计算机可读指令时实现以下步骤：

获取车体设计的NTF曲线；

当所述NTF曲线存在超标峰值时，获取所述超标峰值所在频率对应的车内声腔模态振型；

根据所述车内声腔模态振型确定问题车体面板；

测量所述问题面板的相位信息；

计算所述相位信息与所述问题面板的预设目标相位的匹配程度；

根据所述匹配程度确定所述车体设计的优化措施。

在一个实施例中，提供了一个或多个存储有计算机可读指令的计算机可读存储介质，本实施例所提供的可读存储介质包括非易失性可读存储介质和易失性可读存储介质。可读存储介质上存储有计算机可读指令，计算机可读指令被一个或多个处理器执行时实现以下步骤：

获取车体设计的NTF曲线；

当所述NTF曲线存在超标峰值时，获取所述超标峰值所在频率对应的车内声腔模态振型；

根据所述车内声腔模态振型确定问题车体面板；

测量所述问题面板的相位信息；

计算所述相位信息与所述问题面板的预设目标相位的匹配程度；

根据所述匹配程度确定所述车体设计的优化措施。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机可读指令来指令相关的硬件来完成，所述的计算机可读指令可存储于一非易失性可读取存储介质或易失性可读存储介质中，该计算机可读指令在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。