车身灵敏度对振动和噪声的响应的评估

车身是噪声与振动的传递通道，各种噪声与振动都会通过车身传入到车室内。衡量车身结构振动和噪声特性的常用指标是车身振动和声学灵敏度。在车身设计时，结构振动的灵敏度非常重要。与车身相连接的系统要尽可能地安装在车身灵敏度低的地方。灵敏度是指结构体在受到激励时所输出的响应，如位移、速度、加速度和应力等。好的车身设计对各种激励的灵敏度低，即激励所引起的振动和噪声响应低。通常用关键点动刚度、振动灵敏度、声学灵敏度等几个指标来评价车身设计的优劣。

1.动刚度（Input Point Inertance，IPI）

车身所受到的激励主要来自于三个方面：动力总成、路面、空气摩擦。动力总成在工作过程中，惯性质量所产生的惯性力和缸内气体爆发产生的倾覆力矩，使动力总成本身产生种种方式的振动，并通过悬置系统向车身传递。路面的凸凹不平所产生的激励，通过轮胎、悬架系统向车身传递。动力总成和悬架系统通过悬置等隔振零部件安装在车身上，所对应的车身上的安装点称为车身硬点（Hard Point），这些点是车身的主要受力点，主要包括动力总成安装点、悬架安装点、排气吊挂安装点等，如图21-12所示。

图21-12 车身硬点分布

在汽车设计时，需要选择硬点的位置，原则是硬点的动刚度高，即在一定的频率范围内，所选择的硬点位置在受到外激励时响应要低，即动刚度要高。

2.振动灵敏度（Vibration Trans-fer Function，VTF）(www.xing528.com)

振动灵敏度是指当车身某处受到激励时，车身上的点，如转向盘、座椅导轨、地板等与肢体接触部位的振动响应，一般用加速度输出表示。除此之外，车身上还有一些对振动要求敏感的位置，如ECU、传感器等重要零部件，要求在车辆行驶过程中，不要受到过大的激励，以免影响系统的正常工作。在车辆开发时应该设定振动灵敏度目标，在设计阶段主要依靠CAE方法，保证车身各点振动灵敏度满足目标要求，样车制造出来后要通过试验加以验证。车身不同的部位对振动的要求是不一样的，如地板、座椅等处的要求要严格一些，一般要求这些位置的振动响应不高于0.1m/s²，而转向盘由于传递路径长、刚度低，很难达到同样的指标，因此，可以适当放宽些，通常要求转向盘的振动不高于0.3m/s²。这样的振动一般很难感受到，不会使驾驶者产生不适的感觉。

加速度是个矢量，有不同的方向区别。在设定车身的振动灵敏度目标时，要标明方向。有的位置需要对三个方向的振动均加以限制，而有的位置只限制某个方向，如排气吊挂的激励主要是横向和纵向，因此只对这两个方向设定目标，而对激励较小的前后方向不作要求。

3.声学灵敏度（Noise Transfer Function，NTF）

声学灵敏度是指当车身某处受到激励时，车厢内某点，如驾驶人耳旁、后排乘员耳旁等处的噪声响应，一般指声压。在车辆开发时应该设定声学灵敏度目标，在设计阶段主要依靠CAE方法，保证车身各点声学灵敏度满足目标要求，样车制造出来后要通过试验加以验证。车身的声学灵敏度目标因车型和具体位置而不同。车辆越高级则目标越严格，如中级车一般要求不高于55dB，即单位激励作用到车身上，车内乘员附近测量到的声压级应该低于55dB。而车身上各点所受到的激励是不同的，一般动力总成悬置安装点受到的激励要大，排气吊挂点的激励要小，一般小于5N，甚至更低。因此，排气吊挂安装点的声学灵敏度可以适当放宽，如不高于60dB。

声压是标量，没有方向之分。当车身某点受到X、Y、Z三个方向的激励时，响应点的声压应该是这三个方向激励所产生的响应的和。在测试或者CAE分析时，可以按照激励的方向来分别评价，也可以对三个方向的响应求和后再评价。