Correlation among CAE and test results for full vehicle NVH model

Abstract

Otomotiv endüstrisinde NVH (Ing. Noise, Vibration, Harshness) kavramı bir aracın konforu ve müşterinin algıladığı kalite açısından en önemli parametrelerden biridir. NVH gibi araç özellikleri için, sonlu elemanlar analizi (FEA) yöntemi gibi nümerik analiz yöntemleri ve bilgisayar destekli mühendislik (CAE) yazılımları kullanılır. Bu çalışmada, ağır ticari bir aracın CAE ile fiziksel test arasındaki korelasyonu, titreşim iletim fonksiyonu (VTF) analizi ve kabin iç gürültü iletim fonksyionu (NTF) analizi açısından incelenmiştir. Öncelikle, aracın üç boyutlu olarak modellenmiş altsistemleri (gövde, şasi, motor ve aktarma parçaları) ile iç ve dış trim parçaları birer sonlu elemanlar modeline dönüştürüldü. NTF analizi için hava modeli oluşturuldu ve kabin ile birleştirildi. NASTRAN programı ile her alt sistem modeli için ayrı ayrı modal analiz yapıldı. Kurum içinde geliştirilmiş bir yazılımla, her bir alt sistemin FEA modeli ile ilgili modele ait modal sonuçlar birleştirilerek alt sistem modal modelleri oluşturuldu. Yine aynı yazılımla, tüm modal modeller bir araya getirildi ve sınır şartları (lastik-yol teması vb.) tanımlanarak tam araç modal modeli oluşturuldu. Yine kurum içinde geliştirilmiş bir yazılımla tam araç model modeline NTF ve VTF analizleri yapıldı. Daha sonra araç prototopi üzerinde modal çekiç ile transfer yolu analizleri yapıldı. Modal çekiç ile aracın belli noktalarına verilen kuvvet girdilerine karşılık yine aracın belli noktalarına yerleştirilen ivmemetreler ile ivme değerleri okundu. Veriler LMS Lab View programı ile işlendi. Sonuç olarak, CAE ve fiziksel test yoluyla elde edilen sonuçların korelasyonu incelenerek, korelasyonu etkileyen CAE parametreleri araştırıldı.In automotive industry, NVH (Noise Vibrations Harshness) is one of the important parameters in terms of the comfort of a vehicle and the quality perceived by the customer. For attributes like NVH, advanced numerical methods such as finite element analysis (FEA) and computer aided engineering (CAE) software are used. In this study, CAE and test correlation of a heavy commercial vehicle were examined in terms of vibration transfer path analysis and internal noise transfer path analysis. First, all three-dimensional modelled body, chassis, engine and internal and external trim parts of the vehicle were transformed into finite element models. Also an air model for the vehicle cabin was created for noise transfer function analysis. Then, modal analysis was performed for each subsystem separately. For each subsystem, modal results from NASTRAN are combined with related FE models to transform them into modal models. With combining modal models together, the full vehicle model was constructed to perform vibrational transfer function (VTF) and noise transfer function (NTF) analysis. Physical tests were carried out on the prototype vehicle to validate the results of the CAE analyses carried out during this entire process. In the physical tests, impacts are given by modal hammer and the accelerations from different points of the prototype vehicle were obtained and the data was processed by the LMS Lab View program. As a result, the correlation between the results obtained by CAE and the physical tests were examined and the main parameters affecting the correlation were investigated in NVH perspective.