隨著工業(yè)化技術(shù)的逐漸成熟，各行各業(yè)的競爭日趨激烈。如汽車行業(yè)，各大OEM、新勢力企業(yè)，甚至零部件供應(yīng)商都普遍面臨著日益增加且多樣化的需求，工程開發(fā)節(jié)奏必須滿足公司整體的戰(zhàn)略目標及時間節(jié)點要求，才能在眾多競品中搶得市場的先機。

對于NVH開發(fā)來說，仿真和測試是目前兩大主流技術(shù)手段。強大的試驗手段可以直觀、真實的基于實際物理樣件來獲取所關(guān)心的目標特性；同時仿真技術(shù)又能夠在早期介入，更加及時有效的進行仿真預(yù)測及優(yōu)化分析。混合建模為仿真與測試有效結(jié)合混合應(yīng)用的一種方式。比如在針對整車開發(fā)的NVH仿真分析中，經(jīng)常會遇到諸如整車數(shù)?；緝鼋Y(jié)或者是動力改款開發(fā)，只需要基于整車模型對動力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、底盤連接等進行局部優(yōu)化整改。如果我們繼續(xù)基于完整的整車有限元模型進行分析預(yù)測，那么受限于模型規(guī)模較大，效率會大大降低。此時，如果引入混合建模的方式，如某些不做變更的部件可以采用真實的實測數(shù)據(jù)來代替，保留需要做詳細優(yōu)化設(shè)計的目標部件的有限元全模型，就可以大大提高優(yōu)化效率?；旌辖？梢杂冒▽崪y模態(tài)結(jié)果、仿真分析模態(tài)結(jié)果、實測傳函、仿真分析傳函結(jié)果、有限元模型等對裝配體部件進行替代，構(gòu)成完整的響應(yīng)分析模型。

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典型案例分享一：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)尋優(yōu)設(shè)計

如下圖所示，電動助力轉(zhuǎn)向噪聲的預(yù)測，通過將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的有限元模型與從轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安裝點到車內(nèi)的傳函相結(jié)合，對整車系統(tǒng)進行FBS裝配，就可以實現(xiàn)針對車內(nèi)噪聲對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行優(yōu)化仿真。

• 使用測試或仿真的車身傳函代替

• 調(diào)試目標：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)化

  
  

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典型案例分享二：底盤襯套設(shè)計優(yōu)化

模型中采用混合建模的方式，輪胎模型使用與測試對標過的等效傳函模型，車身使用測試或仿真的傳函進行替代，懸架系統(tǒng)保留全有限元模型。基于頻域子結(jié)構(gòu)的方法將部件進行組裝，從而預(yù)測車內(nèi)噪聲。結(jié)合Simcenter Heeds，將襯套剛度作為優(yōu)化目標，進行尋優(yōu)，最終實現(xiàn)目標噪聲3dB改善。

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典型案例分享三：動力總成懸置優(yōu)化

在整車模型中，上下車體中的某些部件用來自FEA/Test的簡化模型表示，這樣最終的整車模型自由度會大大縮減，計算時長得到保障。

• 子系統(tǒng)的有限元模型保留（開發(fā)部件）：發(fā)動機、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

• 測試數(shù)據(jù)或者進行模型縮減的其他部件：車身傳函、輪胎等效模型（與實測傳函等效）

• 調(diào)試目標：懸置剛度

  
  

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典型案例分享四：整車路噪仿真預(yù)測

本案例中采用混合建模方法，針對路噪20-400Hz進行仿真?；旌夏Ｐ陀稍囼灪头抡娴膫鬟f函數(shù)據(jù)裝配而成，其中前后懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用有限元全模型，車身采用試驗數(shù)據(jù)，輪胎為基于真實預(yù)載的等效有限元模型，減震器也是通過對標實驗數(shù)據(jù)后的有限元模型來輔助修正模擬，路面載荷使用逆矩陣方法得到的輪心力。

建立整車混合模型的主要目的是能夠高效精確的對整車路噪進行仿真預(yù)測。主要針對懸置參數(shù)、副車架等零部件的設(shè)計參數(shù)進行優(yōu)化。下圖輪心到車內(nèi)傳函與實測結(jié)果吻合度較高。

總結(jié)

西門子工業(yè)軟件為集測試軟硬件、仿真軟件、工程咨詢服務(wù)為一體的軟硬件及咨詢服務(wù)供應(yīng)商。為了適應(yīng)整個市場的快節(jié)奏開發(fā)，進一步加快NVH開發(fā)的速度，許多仿真與測試結(jié)合的產(chǎn)品與技術(shù)手段應(yīng)運而生，而且在實際工程咨詢項目中已經(jīng)得到大量且很成功的應(yīng)用，諸如： 

• 電機相關(guān)的NVH性能優(yōu)化：可以將實測電流信號作為輸入（也可以使用一維仿真手段對電機的控制模塊進行仿真分析），驅(qū)動電機模型進行電磁仿真，從而輸出電磁載荷，再將載荷與電機的有限元模型有效結(jié)合，最終可以輸出殼體振動及輻射噪聲。

  
  

• 仿真與測試相互支撐：也是應(yīng)用比較多的一種聯(lián)合手段，在大量的整車開發(fā)的項目中，仿真在早期對性能進行預(yù)測，通過測試手段對模型進行標定及后期方案的查找與驗證。

  
  

• CTPA、VPA：在CTPA及VPA技術(shù)應(yīng)用的過程中，難免會遇到某些傳函特性數(shù)據(jù)無法或較難獲取，這樣我們就可以引入仿真的手段對數(shù)據(jù)進行補充。

  
  

混合建模技術(shù)也是仿真與測試手段有效結(jié)合的一種應(yīng)用，充分利用已有模型或者新設(shè)計模型，可用的試驗及仿真信息，合理有效的引入替代數(shù)據(jù)，對模型進行優(yōu)化縮減，從而實現(xiàn)低成本、資源能耗小、快速獲取最佳解決方案。