汽车车身结构振动研究成果

车身整体结构振动研究的目的是分析车身整体结构对整车的噪声和振动的影响因素，并找到控制方法。其主要研究内容有三个：一是车身整体刚度的分析与控制；二是车身的模态特征分析以及模态控制方法；三是车身整体模态以及车身各个系统的模态分布规律。

1.车身整体刚度分析与控制

车身刚度是影响整车NVH最主要的因素之一，合理的整体车身刚度是实现良好NVH性能的关键。车身的整体刚度研究就是要找到影响整体刚度的主要参数以及控制方法。

影响车身整体刚度的因素主要有四个：车身框架结构的整体布置、框架梁的截面形式、梁与梁连接处的刚度、部件之间黏结胶的刚度。

车身框架结构的整体布置是指纵梁、横梁、立柱的整体布置形式，如图1-4所示。与房屋的框架类似，车身梁和立柱要形成一个完整的封闭结构，才能保证整体结构有良好的刚度。如果梁和柱等结构之间没有形成封闭，整体车身刚度会大大降低。

梁和立柱的截面形式有很多，有封闭式和开口式，有矩形截面、圆形截面等。不同截面的抗弯能力和抗扭能力是不一样的，从而会使车身具有不同的弯曲刚度和扭转刚度。

纵梁、横梁和立柱的交汇处是经过特殊设计的。连接部位的刚度是决定车身整体刚度的重要因素。即便纵梁、横梁和立柱自身的刚度非常大，但是连接处的刚度小，那么车身整体的刚度仍然会小。

有些板件之间不是焊接，而是采用黏结剂连接。前风窗玻璃和后风窗玻璃是用玻璃胶与车身框架结构粘连起来的。这些黏结剂和连接胶是否能牢固地将部件连接起来，会极大地影响到车身整体刚度。

2.车身模态分析与控制

车身模态对整车NVH性能的影响非常大，如何获取和控制车身模态至关重要。车身模态的获取方法有试验方法和计算方法。试验方法是通过激励车身并同时测量激励信号和响应信号，得到响应对激励的传递函数，从中获取模态信息。这涉及支撑方式的选取、激励点的确定和激励方法、真实模态的获取。(www.xing528.com)

计算模态方法通常采用有限元的方法来得到车身的模态信息。这涉及边界条件的确认、模态计算、模态确认以及与试验模态相关性的确认。

对于整车车身、内饰车身和白车身这三种车身结构，模态分析的另一项任务是寻找到这三者之间的关系。如果能找到这种关系，那么在产品开发的初期，就可以通过控制白车身模态来达到控制整车车身模态的目的。

模态控制研究的内容是通过结构参数设计来使车身整体模态、局部模态和激励频率之间解耦。控制模态的结构参数主要有刚度和重量。通过控制车身结构的刚度和重量分布来调节车身的模态。阻尼对整体模态的频率影响很小，它主要影响某些频率响应的峰值。另外，通过动态吸振器可以控制某些模态影响。

3.车身模态规划

在制定车身模态规划时，需要制作三张表或图，即整车模态分布表、车身模态分布表和激励源频率图。有了这三张表或图，就可以清晰地了解车身整车模态、局部模态和激励频率之间的关系。

在整车模态分布中，将车身模态频率（详见第一章）与动力总成模态频率、悬架系统模态频率等放在一张表中。从表中，可以看到车身模态与相关联系统之间是否存在频率耦合。

对车身本身而言，为了进一步了解车身整体和各个部件的模态频率，也制作了一张“车身模态表”。表中列出整车状态下的车身的弯曲模态和扭转模态频率，以及各个部件的模态频率，这些部件包括前壁板、前地板、后地板、天花板、前侧围板、后侧围板、车门、油箱等。这张表重点关注局部模态问题：一是关心局部模态是否与整车模态耦合；二是局部模态频率是否被外界激励频率耦合。

为了了解与车身相关的激励源频率，将各种激励源的频率和阶次绘制在一张图上或列表，便形成了车身模态控制的三张图或表。