Виброакустика и оптимизация салона российских авто: моделирование шумов и скрипов
Проект реализован для компании «АВТОВАЗ» в рамках перехода российского автопроизводителя на программное обеспечение, применяемое в головном конструкторском бюро холдинга Renault‑Nissan (Франция). Ключевой целью стало создание и оптимизация виброакустической модели отдельных элементов салона легкового автомобиля (в том числе двери) с последующим масштабированием на другие узлы — панель приборов, облицовку тоннеля и центральный подлокотник.
Основной задачей было максимально полно использовать возможности модуля VA One BSR (Buzz, Squeak, Rattle) для моделирования вибраций и шумов во всём частотном спектре, а также выполнить компьютерный анализ высокочастотного шума в салоне, вызванного соударениями составных частей двери. Подготовка расчётных моделей велась в ПО Nastran с последующим импортом в среду VA One.
В рамках расчётов определялись критические параметры: местоположение зазора (Clearance), время между ударами (Time between impact) и сила удара (Impact force). Итогом должно было стать формирование полной акустической модели салона, выявление источников нефункциональных шумов (скрипов, дребезга) и выдача рекомендаций по оптимизации конструкции для вывода на рынок более комфортных и тихих автомобилей. Учитывая конфиденциальность ряда данных, наименование конкретной модели автомобиля скрыто в соответствии с NDA.
ЗАДАЧА
- создать и оптимизировать виброакустическую модель двери легкового автомобиля для снижения уровня нефункциональных шумов в салоне;
- использовать функционал модуля VA One BSR по максимуму для моделирования вибраций и шумов во всём частотном спектре;
- выполнить компьютерный анализ высокочастотного шума, возникающего из‑за соударений составных частей двери;
- определить критические параметры, влияющие на возникновение шумов: местоположение зазора (Clearance), время между ударами (Time between impact), сила удара (Impact force);
- подготовить расчётные модели в ПО Nastran и корректно импортировать их в среду VA One для проведения мультидисциплинарных расчётов;
- выявить основные источники скрипов, дребезга и других нежелательных звуков в конструкции двери;
- на основании результатов анализа перейти к расчёту других ключевых элементов салона: панели приборов в сборе, облицовки тоннеля и центрального подлокотника;
- сформировать базу данных для построения полной акустической модели салона;
- выработать рекомендации по оптимизации конструкций с целью снижения виброакустической нагрузки и повышения комфорта в салоне;
- обеспечить совместимость расчётов с требованиями и стандартами, принятыми в головном КБ Renault‑Nissan.
РЕШЕНИЕ
- подготовка расчётных моделей элементов салона (в первую очередь — двери) выполнена в ПО Nastran, после чего модели были импортированы в среду VA One без потери ключевых параметров;
- в модуле VA One BSR (Buzz, Squeak, Rattle) реализованы расчёты для оценки нефункциональных шумов и скрипов с учётом всего частотного спектра;
- заданы соответствующие нагрузки и граничные условия, необходимые для корректного моделирования вибрационного отклика конструкции;
- проведены расчёты параметров: Clearance (местоположение зазора), Time between impact (время между ударами), Impact force (сила удара) — эти величины являются критическими для прогнозирования возникновения шумов;
- выполнен компьютерный анализ высокочастотных шумов, вызванных соударениями элементов двери, с выявлением наиболее проблемных зон;
- по результатам успешного анализа двери оперативно развёрнуты расчёты для панели приборов в сборе, облицовки тоннеля и центрального подлокотника;
- обеспечена интеграция результатов расчётов в общую методологию проектирования, принятую в рамках перехода на стандарты головного КБ Renault‑Nissan;
- сформирована единая методологическая база для построения полной акустической модели салона и последующего применения на других моделях автомобилей.
РЕЗУЛЬТАТЫ
- создана и оптимизирована виброакустическая модель двери, позволившая выявить критические зоны возникновения шумов и скрипов;
- определены ключевые параметры (Clearance, Time between impact, Impact force), влияющие на появление нефункциональных звуков, и даны рекомендации по их корректировке;
- проведён компьютерный анализ высокочастотного шума в салоне, обусловленного соударениями деталей двери, что позволило локализовать проблемные соединения и стыки;
- успешно развёрнуты расчёты для других элементов салона — панели приборов в сборе, облицовки тоннеля и центрального подлокотника — для формирования комплексной картины акустических характеристик;
- начато формирование полной акустической модели салона автомобиля, которая станет основой для системной оптимизации виброакустических свойств будущих моделей;
- получены практические рекомендации по изменению конструкции и подбору материалов для снижения уровня шумов и повышения акустического комфорта;
- подтверждена совместимость и эффективность применения ESI VPS и VA One BSR в рамках единой методологии проектирования, принятой в международном консорциуме Renault‑Nissan;
- проект стал важным этапом перехода «АВТОВАЗа» на современные цифровые инструменты инженерного анализа, обеспечивающие высокий уровень качества и комфорта автомобилей.
