為了實現在更短的時間內設計開發性能平衡的產品，我們需要一個高效的流程來更快地預測車輛NVH 性能，因此，我們對大幅提高計算效率的需求不斷增長。這種提升計算效率的需求貫穿于整個產品開發階段。基于MSC Nastran 中的 FRF 多級裝配（FBA）解決方案的幫助，我們改進現在的分析流程，以優化車輛 NVH 性能。該NVH 解決方案在滿足我們的各種應用要求方面具有極大的靈活性：包括更快地評估結構設計更改、輸入載荷變更、安裝襯套剛度優化等。FBA解決方案幫助我們實現了有效且高效的 NVH 開發流程。

客戶背景

沃爾沃集團成立于 1927 年，致力于塑造未來的可持續交通和基礎設施解決方案。沃爾沃集團在印度的研發業務已經發展成為瑞典以外最大的研發中心和生成基地，該中心推動了車輛技術的重大進步。該基地的 1600 多名工程師在電動汽車、自動化等領域進行創新。

沃爾沃卡車印度公司的噪聲、振動和聲振粗糙度 （NVH） 團隊在沃爾沃全球研發的不同卡車平臺上工作。

該團隊致力于提高沃爾沃重型卡車在客戶感知的噪音和振動方面的舒適度。為了實現這一目標，該團隊構建的仿真模型，以確定卡車駕駛室內的噪音和振動作為開發過程的一部分。嘗試通過實施基于 FRF 的多級裝配（FBA）解決方案來提高他們預測重型卡車車輛級 NVH 性能的能力，該解決方案包含在海克斯康的多學科結構分析應用程序 MSC Nastran 中。

車輛NVH開發關鍵挑戰

鑒于客戶越來越重視客戶舒適度，該團隊致力于利用快速生成 NVH 解決方案，為客戶提供最佳體驗。通常，車輛設計和開發過程涉及各個部門，例如發動機、底盤等零件的部門。單個卡車模型，由于許多子系統在產品開發階段不斷迭代、變更，因此通常會發生多次變化。在開發第一個原型之前，考慮到產品開發過程中發生的所有動態變化，必須滿足為項目設定的 NVH 解決方案要求。通常，在卡車行業，有大量的平臺變體，這些專為不同的使用環境而設計，例如采礦、建筑、洲際運輸、區域運輸等。使用傳統方法，測試和分析不同的變體可能非常耗時。

縮短產品開發與反饋周期

考慮到產品開發的時間約束，NVH 團隊在更短的時間內執行解決方案開發變得非常關鍵。在車輛開從概念階段到原型構建階段過程中，NVH 團隊在車輛層面為概念設計和其他項目團隊提供解決方案和評估，以改善座艙噪聲和振動性能。卡車的開發不僅需要考慮 NVH 要求，還需要考慮耐用性、碰撞安全性、人體工程學和其他因素，團隊需考慮這些必須因素，以便開發平衡的設計。

MSC Nastran 被用于線性和非線性域的靜態、動態和熱分析需求。它的自動結構優化、久經驗證的疲勞分析技術和高性能計算解決方案有力的支持車輛開發。

NVH 團隊在 MSC Nastran 軟件中選擇了基于 FRF 的多級裝配（FBA）解決方案，因為它允許他們在產品開發活動中探索、部署和使用該工具來處理不同的應用需求。這樣一來，該團隊就能夠縮短整體開發時間，并縮短他們與其他相關團隊的反饋時間。

沃爾沃團隊分析流程使用 FBA解決方案，他們可以單獨地對卡車的每個子系統進行傳遞函數分析，也可以結合所有子系統結果來預測卡車級別的性能。被存儲的單個子系統的傳遞函數結果可以重復用于后續的車輛級仿真，因此，無需再次分析完整的卡車模型。這為預測車輛級 NVH 性能節省了大量時間。

此處的圖1表顯示了傳統方法與FBA方法的結果比較。FBA 方法的結果與傳統方法的結果非常一致，這有助于建立信心，即與傳統方法相比，FBA 方法可以獲得更高效的流程。

圖1 傳統方法與FBA方法的結果比較

該團隊還探索了在廣泛范圍內部署 FBA方法，從而在更短的時間內預測車輛級 NVH 性能。團隊實施的關鍵應用程序之一是使用 FBA解決方案評估設計更改。下圖2調查結果。 

圖2 FBA解決方案評估設計更改結果對比

FBA解決方案進一步被應用于包括改變懸置剛度（發動機懸置剛度、駕駛室懸置剛度等）和輸入載荷激勵（來自動力總成、傳動系統等）的整車級仿真分析，預測駕駛室噪聲和振動響應。在整個產品開發階段，沃爾沃工程人員利用FBA 解決方案評估橡膠剛度變化或輸入激勵引起的風險，該方法與傳統仿真方法相比，可以節省大量時間 （>99%），從而無需分析整個卡車模型。