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部分常见车型整车扭转刚度 

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如今汽车满街跑，普通白领家庭咬咬牙也能来个A+级轿车，且不说汽车自带阶级属性，各种需求也带来了不同维度的评判标准。石油危机前是大排量汽车的时代，衡量指标少而切实，譬如最高车速、加速能力、爬坡能力、比功率和比扭矩等；而今更多追求的是舒适高档感，这种无形的感官需求莫非也有有形的评判标准？且看看NVH。

NVH拆开解释——Noise（噪声）、Vibration（振动）和Harshness（不平顺性），这一生三似有玄学意味，不过有迹可循，刚度是关键。

道家的三生万物在这里可是被发扬光大了，乘员在汽车中的一切触觉和听觉感受都属于NVH研究的范畴。

如果不知道什么是刚度，那你就out了

比起刚度，强度更“有名”，它能更直观的体现材料特性、价格、加工难度等指标，通常高强钢的价格会更贵、加工难度也更大，因而也一直被各大厂家大肆宣传。

虽然这也说不上错，但过分拿强度说事也不免引来异言。

但强度这玩意儿多少还是局限于材料本身，金属的刚度取决于其弹性模量和剪切模量，似乎也不能改变，但从空间结构来考虑，刚度不仅取决于材料的弹性模量，还与形状、边界条件、外力作用形式等有关，汽车作为空间结构，更看重抗弯、抗扭性能，车身结构设计不合理，即使堆砌高强度钢也无法高枕无忧。

刚度有多重要？我们也可以从铝制车身来看，由于铝合金刚度较钢材刚度低，为了保证结构刚度足够，铝合金车身往往需要增加材料厚度，这也是为什么用密度大约为钢材1/3的铝合金来造车，并不能成比例地降低白车身重量。

不同于强度强调断裂特性，用于极恶劣碰撞情况，刚度是用来体现物体或系统抵抗变形的能力，汽车碰撞不是时时有，但变形这件事还就真不好说了。好的刚度和好的强度对于汽车来说都是十分重要的。

车身刚度分两种：静刚度和动刚度。静刚度包括弯曲刚度和扭转刚度，二者与安全性紧密相关，因此是汽车测试机构常见的测试方法之一。

车身弯曲刚度由车身前后的变形量来衡量，车身扭转刚度由前后窗和侧框的对象线变化量、车身锁位及车身扭转角等指标来衡量。

从静至动，就没那么简单了。动刚度的概念则更为复杂，它是用来衡量结构抵抗预定动态激扰的能力，说人话就是，可以衡量共振——当外力的频率与结构的固有频率相近时，有可能出现共振现象，这时候结构的变形也就最大。共振的危害离我们其实并不远，耳熟能详的士兵过桥故事就是一个好例子。

每个物体都有自己固有的频率，共振就在外力发力频率与其相同的时候发生，这就像我们内心深处必然有一个触发点会让我们激动不已一样。对人来说触发点可能是一个人、一个物或一句话，而对于物体来说就是外力的频率了。

动刚度取决于系统的质量、阻尼和静刚度，在系统静止时动刚度就是静刚度。不同于静态刚度来衡量形变量，动态刚度属于刚体动力学范畴，用于表征刚体在运动过程中的一种固有属性。

相比于静刚度的乖巧，动刚度并不安分，它会随着频率的改变而变化，其中响应频率的幅值是最为关键的衡量参数，幅值正比于动刚度。

车身动刚度不足，响应频率的幅值低，容易产生共振，影响NVH。

我们用简单的公式来说明一下，k=f?s，（k-动刚度；f-力；s-位移）我们发现，这个公式和欧姆定律（R=U/I）很像，所以动刚度可以理解为位移的阻抗。现在这个问题就好理解了，阻抗越大自然位移也就越小，振动幅度自然也就越小。

简单理解就是：静刚度更多侧重安全性（形变）指标，动刚度更多侧重舒适性（共振）指标。

举例聊聊刚度

现在绝大多数轿车都是采用的承载式结构，基于现代设计理念，汽车的动力总成是通过悬置系统安装在汽车底盘或车身上，悬置系统承受着动力总成的重量。由于发动机和地面所带来的振动和冲击，悬置系统要具备良好的隔震作用。

用于减少并控制发动机振动的传递，并起到支承作用的汽车动力总成件

静刚度不足将直接影响到悬置支架的承载能力，容易产生变形，比如上图中的发动机支架，若刚度不足，变形的支架在狭小的发动机舱内极易与其他部件产生干涉摩擦，噪音自然就起来了。这种问题还很普遍，比如车门铰链上若安装点刚度不足会导致车门下垂、加油小门刚度不足会导致加油小门下垂，轻则使得车身外观匹配不良，重则使得开关干涉，开关门不便。

类似车身地板、顶盖、侧围这类大型构件，当刚度不足时会在低频范围内产生振动。低频共振不可小觑，长时间处在这种环境中会对耳膜产生伤害，新闻也多有报道，比如当年的明锐、铃木锋取等就出现过类似故障。

低频共振在汽车低速行驶，转速居中的时候容易发生，这种行驶状态也是我们最常见的一种。共振问题是车的软故障，很难排除。

所以，当其他条件一定时，影响悬置NVH的关键就是动、静刚度了，这二者的选取会直接影响到整车的NVH效果。

事实上，在NVH调试中，因振动所引起的噪声，常见的解决办法有两种：1.降低板件的原激励振动，利用材料的热固化特性，增加补强材料，如止振胶片，提高刚度；2.利用阻尼材料黏弹性特性，对抗板件的振动，就像有良好吸振效果的弹簧一样，比如我们会在某些容易引起振动点处增加橡胶材质来支撑。

当然，这些还是在后期弥补的方法，利用结构设计优化，我们也能控制刚度的整体范围，比如在受力集中点出优化刚度，控制合理的刚度分布，就是常用的解决方法之一。

小结

汽车刚度一直有点小憋屈，作为重要的性能指标，在大众面前一直有被埋没之感。强度重要，但刚度也是不好惹的！

NVH

NVH特性研究在改进汽车乘坐舒适性中的应用

NVH特性的研究不仅仅适用于整个汽车新产品的开发过程，而且适用于改进现有车型乘坐舒适性的研究。这是一项针对汽车的某一个系统或总成进行建模分析，找出对乘坐舒适性影响最大的因素，通过改善激励源振动状况(降幅或移频)或控制激励源振动噪声向车室内的传递来提高乘坐舒适性。

汽车动力总成悬置系统的隔振研究以及发动机进排气噪声的研究是改善整车舒适性的重要内容，动力总成液压悬置系统的发展与完善使这一问题得到较好的解决。悬架系统和转向系统对路面不平度激励的传递和响应对驾驶员及乘客的乘坐舒适性有很大影响，分析悬架系统的动力学特性可以改善它的传递特性，减少振动和噪声；通过对转向操纵机构和仪表板进行有限元分析，可以使转向柱管、方向盘的固有频率移出激励频率范围并保证仪表板的响应振幅最小。汽车制动时产生的噪声严重影响了车室内乘员的舒适性，实验证明制动噪声主要是由于制动器摩擦元件磨损不均匀造成的，通过对制动盘等元件进行有限元分析以及它的磨损特性对产生噪声的影响等问题的研究，可以改善制动工况下的整车NVH特性。另外，随着车速的不断提高，高速流动的空气与车身撞击摩擦产生的振动噪声已经成为车室噪声的重要来源。

汽车在使用一段时间之后，一些元件（如传动系的齿轮、联轴节、悬架中的橡胶衬套、制动器中的制动盘等）的磨损将对整车的NVH特性产生重要影响，它们的强度、可靠性和灵敏度分析是研究整车特性的重要工作，这也就是所谓高行驶里程下汽车NVH特性的研究。

详细说明

1.对于汽车而言，NVH问题是处处存在的，根据问题产生的来源又可分为发动机NVH、车身NVH和底盘NVH三大部分，进一步还可细分为空气动力NVH、空调系统NVH、道路行驶NVH、制动系统NVH等等。声振粗糙度又可称为不平顺性或冲击特性，与振动和噪声的瞬态性质有关，描述了人体对振动和噪声的主观感受，不能直接用客观测量方法来度量。乘员在汽车中的舒适性感受以及由于振动引起的汽车零部件强度和寿命问题都属于NVH的研究范畴。从NVH的观点来看，汽车是一个由激励源（ 发动机、变速器等）、振动传递器（由悬架系统和连接件组成）和噪声发射器（车身）组成的系统。汽车NVH特性的研究应该以整车作为研究对象， 但由于汽车系统极为复杂，因此，经常将它分解成多个子系统进行研究，如发动机子系统（包括动力传动系统）、底盘子系统（主要包括悬架系统）、车身子系统等。

2. NVH问题是系统性的。例如有些轿车行驶时车厢噪声大，查源头在发动机，那么这一个噪声问题可能就涉及到三个部分，一个是发动本身的噪声大，一个是发动机悬置部件减振效果差，一个是车厢前围和地板隔音技术不好，是一个互相关连的系统问题。

3. 当遇到车厢噪声大时，人们一般考虑加强车厢隔音技术和材料，而对真正的噪声发生源-发动机则是无能为力，这只能是“亡羊补牢”，无法从根本上解决问题。但如果运用NVH解决方案，就会涉及发动机、悬置及车架等，从根本上减少噪声产生的来源。因此，NVH问题实质是汽车设计中要解决的问题，而不是汽车进入市场后要解决的问题。

4. 汽车的发动机和车身都通过弹性元件支承在车桥和轮胎上，构成一个弹性振动系统，整个系统按照各总成部件又分成多个“弹性振动子系统”。当汽车因路面凸凹不平、发动机及传动系抖动或车轮不平衡而受激振动时，各“弹性振动子系统”发生振动且互相关联。

5.振动是噪声产生的根源之一，行驶时振动大的车辆往往噪声也大。因此，从汽车NVH问题的角度看，解决噪声不能头痛治头，脚痛治脚，而应该考虑到整车其他方面的问题，例如要考虑到车身、发动机、轮胎、弹性支承等诸方面。

零部件生产企业

1.随着专业化分工，整车制造企业已经逐渐将大部分零部件交给零部件生产企业来做。盛行的“模块化”生产方式把汽车装配生产线上的部分装配劳动转移到装配生产线以外的地方去进行。这样，零部件生产企业必然遇到NVH问题。设计者考虑的问题也不单纯是零部件的本身，而是零部件与零部件之间，零部件与整车之间的关系。

2.例如在解决车身NVH问题上，长春合成材料有限公司产品具有国内较先进的产品研发及其生产技术，同时可以协同各汽车厂商开展同步开发工作。

3.例如在解决发动机NVH问题时，CooperStandard发动机公司为了获得更好的降噪效果，对发动机做降噪处理外，还对车辆的发动舱、车厢内部设计结构都进行了声学研究，以求最好的解决方案。轮胎也是噪声的主要来源之一，一些厂商除选用低噪声轮胎外，对车轮罩衬垫进行声学特性设计，使其起阻隔噪声的作用。

研究和评价

研究汽车的NVH特性首先必须利用CAE技术建立汽车动力学模型，已经有几种比较成熟的理论和方法。

1.多体系统动力学方法：将系统内各部件抽象为刚体或弹性体，研究它们在大范围空间运动时的动力学特性。在汽车NVH特性的研究中，多体系统动力学方法主要应用于底盘悬架系统、转向传动系统低频范围的建模与分析。

2.有限元方法(FEM)：是把连续的弹性体划分成有限个单元，通过在计算机上划分网格建立有限元模型，计算系统的变形和应力以及动力学特性。由于有限元方法的日益完善以及相应分析软件的成熟，使它成为研究汽车NVH特性的重要方法。一方面，它适用于车身结构振动、车室内部空腔噪声的建模分析；另一方面，与多体系统动力学方法相结合来分析汽车底盘系统的动力学特性，其准确度也大大提高。

3.边界元方法(BEM)：与有限元方法相比，边界元方法(BEM)降低了求解问题的维数，能方便地处理无界区域问题，并且在计算机上也可以轻松地生成高效率的网格，但计算速度较慢。对于汽车车身结构和车室内部空腔的声固耦合系统也可以采用边界元法进行分析，由于边界元法在处理车室内吸声材料建模方面具有独特的优点，因此正在得到广泛的应用。

4.统计能量分析(SEA)方法：以空间声学和统计力学为基础的统计能量分析(SEA)方法是将系统分解为多个子系统，研究它们之间能量流动和模态响应的统计特性。它适用于结构、声学等系统的动力学分析。对于中高频（300HZ）的汽车NVH特性预测，如果采用FEM或BEM建立模型，将大大增加工作量而且其结果准确度并不高，因此这时采用统计能量分析方法是合理的。有人利用SEAM软件对某皮卡车建立了SEA模型，分析了它在250Hz以上的NVH特性并研究了模型参数对它的影响，得到令人满意的结果。

控制措施

汽车振动和噪声的产生并不是相互独立，而是紧密联系的。可以说，噪声源于振动，振动、噪声和舒适性这三者是密切相关的。既要减小振动、降低噪声，又要提高乘坐舒适性、保证产品的安全性、环保性以及使用性能。

要改善汽车的NVH特性，首先是对其振动源和噪声源的控制。这就需要改善产生振动和噪声的零部件的结构，改善其振动特性，避免产生共振；改进旋转元件的平衡；提高零部件的加工精度和装配质量，减小相对运动元件之问的冲击与摩擦；改善气体或液体流动状况，避免形成涡流；改善车身结构，提高刚度；施加与噪声源振幅相当而相位相反的声音等。其次要控制振动和噪声传递的途径。这就需要对结构的振动和噪声传递特性进行分析并改进，使之对振动和噪声具有明显的衰减作用而不是放大；优化对发动机悬置的设计，降低发动机向车身传递的振动；对悬架系统进行改进，阻断振动的传递；采用适合于平面振动的阻尼材料、适合于旋转轴类的扭振减振器以及针对其它线振动的质量减振器；分析和改进结构，特别是车身的密封状况，提高密封性能；各种吸音材料、隔音材料和隔音结构的研究及应用，提高汽车内部的吸音和隔音性能等。

转自：http://www.sohu.com/a/137674448_392209

轿车整体扭转刚度分配比的确定

http://www.docin.com/p-854458174.html