一种动力吸振器中心频率的确定方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及动力吸振器技术领域，特别涉及一种动力吸振器中心频率的确定方法、装置及设备。

背景技术

汽车在研发过程中，经常碰到实车出来后，某些系统匹配不合理导致该系统的固有模态频率被激发，引起车内出现轰鸣或共振现象。这时再改动结构，会带来模具变化，造成成本的增加，同时需要重新评估结构变化引起的其它属性问题(如强度耐久、安全等等)，会延长汽车研发的周期。如果该轰鸣及共振问题为单一频率范围引起的，为降低解决这个问题的成本，缩短开发周斯，这时经常会使用到动力吸振器。

在振动系统上加装额外的子系统，使该子系统吸收部分由振动产生的能量，这样传递到主振动系统上的能量就会相应减少，我们称这种方法叫做吸振控制，而把该额外的子系统装置称作动力吸振器。动力吸振器现已被广泛的应用到各行各业中，包括建筑、电气和机械等各个领域。动力吸振器对频率变化范围不大的结构能有效地抑制其振动；若在激励频率变化范围已知的情况下，动力吸振器对结构的振动控制则更加有效。动力吸振器有较好的衰减振动能力，常被用来解决特定频率附近的共振问题。

动力吸振器的核心是中心频率，即要降低哪个频率范围的振动，但实际上，动力吸振器的中心频率受边界影响比较大，经常出现动力吸振器的实际中心频率与其安装在实车上的中心频率不一致的情况，例如实车需要30Hz的动力吸振器，厂家按要求生产的30Hz的动力吸振器实际装在实车上只有28Hz，导致动力吸振器装在实车上后，未起到吸振作用。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种动力吸振器中心频率的确定方法、装置及设备，以解决现有动力吸振器装在实车上后，未起到吸振作用的技术问题。

根据本发明实施例的一种动力吸振器中心频率的确定方法，所述方法包括：

获取整车需要的减振频率和减振位置信息；

根据所述整车需要的减振频率，确定动力吸振器的目标中心频率；

分别建立所述动力吸振器和所述整车的有限元模型；

根据所述减振位置信息，将所述动力吸振器的有限元模型装配到所述整车的有限元模型的相应位置上；

调试所述动力吸振器的预设参数，直至所述动力吸振器在整车状态下的中心频率达到所述目标中心频率；

将调试好的动力吸振器的有限元模型从所述整车的有限元模型上分离，并计算出所述调试好的动力吸振器的实际中心频率。

另外，根据本发明上述实施例的一种动力吸振器中心频率的确定方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，获取整车需要的减振频率和减振位置信息的步骤包括：

对所述整车进行NVH试验，以确定所述整车的振动位置及振动频率；

根据所述整车的振动位置及振动频率，确定所述整车需要的减振频率和减振位置信息。

进一步地，所述整车需要的减振频率为频率区间，根据所述整车需要的减振频率，确定动力吸振器的目标中心频率的步骤包括：

计算所述整车需要的减振频率的区间中点值；

根据所述区间中间值，确定所述动力吸振器的目标中心频率。

进一步地，调试所述动力吸振器的预设参数，直至所述动力吸振器在整车上的中心频率达到所述目标中心频率的步骤包括：

调试所述动力吸振器的质量和/或衬套刚度，并计算调试后的动力吸振器在整车状态下的中心频率；

判断调试后的动力吸振器在整车状态下的中心频率是否达到所述目标中心频率；

若是，则执行所述将调试好的动力吸振器的有限元模型从所述整车的有限元模型上分离，并计算出所述调试好的动力吸振器的实际中心频率的步骤；

若是，则返回执行所述调试所述动力吸振器的质量和/或衬套刚度，并计算调试后的动力吸振器在整车状态下的中心频率的步骤。

进一步地，计算出所述调试好的动力吸振器的实际中心频率的步骤包括：

计算所述调试好的动力吸振器的有限元模型的模态频率，得到所述调试好的动力吸振器的实际中心频率。

根据本发明实施例的一种动力吸振器中心频率的确定装置，所述装置包括：

信息获取模块，用于获取整车需要的减振频率和减振位置信息；

目标确定模块，用于根据所述整车需要的减振频率，确定动力吸振器的目标中心频率；

模型构建模块，用于分别建立所述动力吸振器和所述整车的有限元模型；

模型组装模块，用于根据所述减振位置信息，将所述动力吸振器的有限元模型装配到所述整车的有限元模型的相应位置上；

频率调试模块，用于调试所述动力吸振器的预设参数，直至所述动力吸振器在整车状态下的中心频率达到所述目标中心频率；

频率确定模块，用于将调试好的动力吸振器的有限元模型从所述整车的有限元模型上分离，并计算出所述调试好的动力吸振器的实际中心频率。

另外，根据本发明上述实施例的一种动力吸振器中心频率的确定装置，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述信息获取模块包括：

试验分析单元，用于对所述整车进行NVH试验，以确定所述整车的振动位置及振动频率；

信息确定单元，用于根据所述整车的振动位置及振动频率，确定所述整车需要的减振频率和减振位置信息。

进一步地，所述频率确定模块包括：

频率计算单元，用于计算所述调试好的动力吸振器的有限元模型的模态频率，得到所述调试好的动力吸振器的实际中心频率。

本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的动力吸振器中心频率的确定方法。

本发明还提出一种动力吸振器中心频率的确定设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的动力吸振器中心频率的确定方法。

与现有技术相比：通过建立动力吸振器和整车的有限元模型，并根据整车需求的减振位置将动力吸振器的有限元模型装配到整车的有限元模型的相应位置上，并调试动力吸振器的预设参数，使其在整车状态下的中心频率达到整车需要的目标中心频率，再分离出调试好的动力吸振器的有限元模型，并计算出调试好的动力吸振器的实际中心频率，这样厂商按照该实际中心频率生产的动力吸振器装在实车上就刚好达的所需要的目标中心频率，从而有效解决了动力吸振器装在实车上后，未起到吸振作用的技术问题。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的动力吸振器中心频率的确定方法的流程图；

图2为本发明第二实施例中的动力吸振器中心频率的确定方法的流程图；

图3为本发明第三实施例中的动力吸振器中心频率的确定装置的结构示意图；

图4为本发明第四实施例中的动力吸振器中心频率的确定设备的结构示意图。

以下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

请参阅图1，所示为本发明第一实施例中的动力吸振器中心频率的确定方法，可应用于动力吸振器中心频率的确定设备当中，所述动力吸振器中心频率的确定设备可通过软件和/或硬件的方式来实现，所述方法具体包括步骤S01-步骤S03。

步骤S01，获取整车需要的减振频率和减振位置信息。

其中，整车需要的减振频率可以是一个频率区间(例如20-40Hz)、也可以是一个频率点(如30Hz)，代表整车需要降低哪个频率范围的振动，也代表整车存在的振动频率。减振位置信息具体可以是整车坐标系下的坐标值，代表整车需要降低哪个位置的振动，也代表整车哪个位置存在振动，也是后续动力吸振器所安装的位置；或者减振位置信息也可以具体是某个零部件的名称，代表该零部件存在振动。

在具体实施时，整车需要的减振频率和减振位置信息可通过对整车进行NVH(Noise\Vibration\Harshness)试验来测试得到。此外，本步骤可以通过设计人员手动录入或从NVH实验数据当中自动提取的方式来获取整车需要的减振频率和减振位置信息。

步骤S02，根据所述整车需要的减振频率，确定动力吸振器的目标中心频率。

在具体实施时，当整车需要的减振频率是一个频率区间时，可以取该频率区间的中间值作为动力吸振器的目标中心频率。当整车需要的减振频率是一个频率点时，则可以取该频率点作为动力吸振器的目标中心频率。

其中，动力吸振器的目标中心频率是指动力吸振器实际装在实车上的中心频率。这样才能够保证动力吸振器装在实车上后能够起到吸振作用。

步骤S03，分别建立所述动力吸振器和所述整车的有限元模型。

在具体实施时，可以收集动力吸振器(包括动力吸振器材料、质量、橡胶动刚度等)及整车的CAD几何数据(如本车型动力吸振器装在车身前端横梁则建议使用整个白车身或车身前端CAD，需要考虑动力吸振器安装点的刚度)，以及各零件对应的材料牌号、重量数据、连接等；然后，基于动力吸振器及整车的CAD几何数据构建动力吸振器及整车的三维模型；再将动力吸振器及整车的三维模型导入有限元前处理软件Hypermesh当中进行处理，生成动力吸振器及整车的有限元模型。

具体地，以下为动力吸振器在Hypermesh软件中的处理过程：

(1)导入动力吸振器三维模型并进行网格划分；

(2)定义网格单元类型；动力吸振器的橡胶使用六向刚度的弹簧单元(cbush)简化代替，并输入刚度参数；

(3)定义网格单元的材料属性及密度；需保证模型质量与实际质量一致；

(4)定义单元的属性，实体、壳等；

(5)定义动力吸振器的边界条件；如装在台架足够刚性的边界，则在模型中全约束。如果装在刚性较弱的位置，则需要将安装位置的有限元模型也建立，这样可将安装位置的刚度考虑进去。

步骤S04，根据所述减振位置信息，将所述动力吸振器的有限元模型装配到所述整车的有限元模型的相应位置上。

步骤S05，调试所述动力吸振器的预设参数，直至所述动力吸振器在整车状态下的中心频率达到所述目标中心频率。

需要说明的是，动力吸振器的中心频率受其质量、衬套刚度和安装点刚度三个因素的影响，由于本步骤还在调试阶段，因此不考虑安装点刚度这一因素，而直接通过调试动力吸振器的质量和/或衬套刚度，使动力吸振器在整车状态下的中心频率达到目标中心频率。也即，所述预设参数为质量和/或衬套刚度。

步骤S06，将调试好的动力吸振器的有限元模型从所述整车的有限元模型上分离，并计算出所述调试好的动力吸振器的实际中心频率。

应当理解的，正因为动力吸振器的中心频率受安装点刚度的影响，才导致出现动力吸振器的实际中心频率与其安装在实车上的中心频率不一致的情况，例如实车需要30Hz的动力吸振器，若厂家直接按中心频率为30Hz的标准去生产，那么生产出来的30Hz的动力吸振器实际装在实车上只有28Hz，未起到相应的吸振作用。为此，本实施例通过模型仿真，先让动力吸振器实际装在实车上的中心频率先达到整车所需的中心频率(也即目标中心频率)，再反向推出动力吸振器的实际中心频率，再通知厂商按该实际中心频率进行生产，这样生产得到的动力吸振器装在实车上的中心频率就刚好达到整车所需的中心频率，从而有效起到相应的吸振作用。例如，实车需要30Hz的动力吸振器，经本实施例方法反向推导之后，动力吸振器的实际中心频率应为35Hz，则通知厂商去生产中心频率为35Hz的动力吸振器，这样生产得到的35Hz的动力吸振器装在实车上的中心频率就恰好为30Hz。

综上，本发明上述实施例当中的动力吸振器中心频率的确定方法，通过建立动力吸振器和整车的有限元模型，并根据整车需求的减振位置将动力吸振器的有限元模型装配到整车的有限元模型的相应位置上，并调试动力吸振器的预设参数，使其在整车状态下的中心频率达到整车需要的目标中心频率，再分离出调试好的动力吸振器的有限元模型，并计算出调试好的动力吸振器的实际中心频率，这样厂商按照该实际中心频率生产的动力吸振器装在实车上就刚好达的所需要的目标中心频率，从而有效解决了动力吸振器装在实车上后，未起到吸振作用的技术问题。

实施例二

请参阅图2，所示为本发明第二实施例中的动力吸振器中心频率的确定方法，可应用于动力吸振器中心频率的确定设备当中，所述动力吸振器中心频率的确定设备可通过软件和/或硬件的方式来实现，所述方法具体包括步骤S11至步骤S19。

步骤S11，对整车进行NVH试验，以确定所述整车的振动位置及振动频率。

步骤S12，根据所述整车的振动位置及振动频率，确定所述整车需要的减振频率和减振位置信息，所述整车需要的减振频率为频率区间。

其中，振动位置与减振位置相同，振动频率与减振频率相同。

步骤S13，计算所述整车需要的减振频率的区间中点值。

步骤S14，根据所述区间中间值，确定所述动力吸振器的目标中心频率。

其中，所述动力吸振器的目标中心频率等于所述区间中间值。

步骤S15，分别建立所述动力吸振器和所述整车的有限元模型。

步骤S16，根据所述减振位置信息，将所述动力吸振器的有限元模型装配到所述整车的有限元模型的相应位置上。

步骤S17，调试所述动力吸振器的质量和/或衬套刚度，并计算调试后的动力吸振器在整车状态下的中心频率。

步骤S18，判断调试后的动力吸振器在整车状态下的中心频率是否达到所述目标中心频率。

其中，当判断到调试后的动力吸振器在整车状态下的中心频率达到所述目标中心频率时，则执行步骤S19；当判断到调试后的动力吸振器在整车状态下的中心频率未达到所述目标中心频率时，则返回执行步骤S17。

步骤S19，将调试好的动力吸振器的有限元模型从所述整车的有限元模型上分离，并计算出所述调试好的动力吸振器的实际中心频率。

在具体实施时，所述的计算出所述调试好的动力吸振器的实际中心频率的步骤包括：

计算所述调试好的动力吸振器的有限元模型的模态频率，得到所述调试好的动力吸振器的实际中心频率。即本实施例通过计算有限元模型的模态频率来得到动力吸振器的中心频率。同样，在计算动力吸振器在整车状态下的中心频率时，也可以通过计算动力吸振器在整体模型下的模态频率。

实施例三

本发明另一方面还提供一种动力吸振器中心频率的确定装置，请查阅图3，所示为本发明第三实施例中的动力吸振器中心频率的确定装置，所述动力吸振器中心频率的确定装置包括：

信息获取模块11，用于获取整车需要的减振频率和减振位置信息；

目标确定模块12，用于根据所述整车需要的减振频率，确定动力吸振器的目标中心频率；

模型构建模块13，用于分别建立所述动力吸振器和所述整车的有限元模型；

模型组装模块14，用于根据所述减振位置信息，将所述动力吸振器的有限元模型装配到所述整车的有限元模型的相应位置上；

频率调试模块15，用于调试所述动力吸振器的预设参数，直至所述动力吸振器在整车状态下的中心频率达到所述目标中心频率；

频率确定模块16，用于将调试好的动力吸振器的有限元模型从所述整车的有限元模型上分离，并计算出所述调试好的动力吸振器的实际中心频率。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述信息获取模块包括：

试验分析单元，用于对所述整车进行NVH试验，以确定所述整车的振动位置及振动频率；

信息确定单元，用于根据所述整车的振动位置及振动频率，确定所述整车需要的减振频率和减振位置信息。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述整车需要的减振频率为频率区间，所述目标确定模块12还包括：

区间中点计算单元，用于计算所述整车需要的减振频率的区间中点值；

目标确定单元，用于根据所述区间中间值，确定所述动力吸振器的目标中心频率。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述频率调试模块15包括：

频率调试单元，用于调试所述动力吸振器的质量和/或衬套刚度，并计算调试后的动力吸振器在整车状态下的中心频率；

频率判断单元，用于判断调试后的动力吸振器在整车状态下的中心频率是否达到所述目标中心频率；

当判断到调试后的动力吸振器在整车状态下的中心频率达到所述目标中心频率时，所述频率确定模块16将调试好的动力吸振器的有限元模型从所述整车的有限元模型上分离，并计算出所述调试好的动力吸振器的实际中心频率；当判断到调试后的动力吸振器在整车状态下的中心频率未达到所述目标中心频率时，则频率调试单元再次调试所述动力吸振器的质量和/或衬套刚度，并计算新调试后的动力吸振器在整车状态下的中心频率，直到调试后的动力吸振器在整车状态下的中心频率达到所述目标中心频率为止。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述频率确定模块16包括：

频率计算单元，用于计算所述调试好的动力吸振器的有限元模型的模态频率，得到所述调试好的动力吸振器的实际中心频率。

上述各模块、单元被执行时所实现的功能或操作步骤与上述方法实施例大体相同，在此不再赘述。

综上，本发明上述实施例当中的动力吸振器中心频率的确定装置，通过建立动力吸振器和整车的有限元模型，并根据整车需求的减振位置将动力吸振器的有限元模型装配到整车的有限元模型的相应位置上，并调试动力吸振器的预设参数，使其在整车状态下的中心频率达到整车需要的目标中心频率，再分离出调试好的动力吸振器的有限元模型，并计算出调试好的动力吸振器的实际中心频率，这样厂商按照该实际中心频率生产的动力吸振器装在实车上就刚好达的所需要的目标中心频率，从而有效解决了动力吸振器装在实车上后，未起到吸振作用的技术问题。

实施例四

本发明另一方面还提出一种动力吸振器中心频率的确定设备，请参阅图4，所示为本发明第四实施例当中的动力吸振器中心频率的确定设备，包括存储器20、处理器10以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序30，所述处理器10执行所述程序30时实现如上述的动力吸振器中心频率的确定方法。

其中，动力吸振器中心频率的确定设备具体可以为电脑、上位机、NVH试验设备等。处理器10在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、控制器、微控制器、微处理器或其他动力吸振器中心频率的确定芯片，用于运行存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行访问限制程序等。

其中，存储器20至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器20在一些实施例中可以是动力吸振器中心频率的确定设备的内部存储单元，例如该动力吸振器中心频率的确定设备的硬盘。存储器20在另一些实施例中也可以是动力吸振器中心频率的确定设备的外部存储装置，例如动力吸振器中心频率的确定设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(FlashCard)等。进一步地，存储器20还可以既包括动力吸振器中心频率的确定设备的内部存储单元也包括外部存储装置。存储器20不仅可以用于存储安装于动力吸振器中心频率的确定设备的应用软件及各类数据，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

需要指出的是，图4示出的结构并不构成对动力吸振器中心频率的确定设备的限定，在其它实施例当中，该动力吸振器中心频率的确定设备可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

综上，本发明上述实施例当中的动力吸振器中心频率的确定设备，通过建立动力吸振器和整车的有限元模型，并根据整车需求的减振位置将动力吸振器的有限元模型装配到整车的有限元模型的相应位置上，并调试动力吸振器的预设参数，使其在整车状态下的中心频率达到整车需要的目标中心频率，再分离出调试好的动力吸振器的有限元模型，并计算出调试好的动力吸振器的实际中心频率，这样厂商按照该实际中心频率生产的动力吸振器装在实车上就刚好达的所需要的目标中心频率，从而有效解决了动力吸振器装在实车上后，未起到吸振作用的技术问题。

本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述的动力吸振器中心频率的确定方法。

本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。