安静,安静的噪音,振动和苛刻测试(NVH)

该软件可帮助工程师开发噪音,振动和刺耳(NVH)的耳朵。

图片由DassaultSystèmes提供。


当布里格斯&Stratton Q6500 QuietPower系列逆变器发电机被引入绿色产业&在十一月的设备博览会上,经销商对发电机印象深刻’s sound—主要是因为他们不能’t hear it running.

与标准便携式发电机相比,该发电机更安静60%,更轻30%和更紧凑45%。布里格斯&像许多产品设计师一样,Stratton拥有严格的噪声,振动和粗糙度(NVH)测试流程,这一领域在许多行业的产品设计中变得越来越重要。

降噪

了解噪声和振动性能是进行改进设计的关键起点。响度可能是许多产品中的破坏性功能,但发出的声音类型确实会使用户感到烦恼—有时非常负面。

“噪声和振动分析对我们的客户而言变得越来越重要,”达索系统高级总监Phil Shorter说èmes SIMULIA R&D. “出于多种原因,可能需要了解噪声和振动性能。噪声和振动影响感知产品质量的方式—和相关领域‘sound quality,’[或]人类如何感知某些声音与这些声音的某些客观测量之间的关系—is certainly 上 e of the reasons that our clients have an interest in noise and vibration. For example, our clients are sometimes concerned with issues such as the sound that a golf club driver makes when it hits a ball, the sound of an elevator door closing and the annoyance caused by squeaks and rattles in complex assemblies with many fasteners and whether this will affect industry standard Initial Quality Study (IQS) surveys for their products. However, perceived product quality, and the separate field of 音质 are not the 上 ly reasons that our clients are interested in noise and vibration performance.”

 NVH图片由DassaultSystèmes提供。 Wave6能够说明航空声学应用中的安装效果,以说明由于附近结构和声学处理的存在而改变声音的方式。 图片由Dassault Syst提供èmes.

肖特尔说,设计产品时面临的一大挑战是,由于时间表和成本的限制,您通常只有有限的时间来做出设计决策。

“您可以在设计周期中越早做出设计决策,这些设计更改就越有可能对最终产品产生影响,” he says. “如果在设计周期的后期发现噪音和振动问题,’经常会限制您的响应方式,最终可能会导致昂贵的创可贴修复,而这在成本和重量等方面可能并不是最佳选择。”

肖特说,越来越多的设计工程师被要求回答有关其产品在产品生命周期中越来越早的预期噪声和振动性能的问题,通常是在概念设计阶段。这些需求要求在产品设计中而不是在原型或测试阶段更多地使用噪声和振动模拟。

借助真实见解进行NVH测试

对于当今的设计团队而言,NVH测试可能具有挑战性。“现代工程挑战会影响测试团队,”Siemens PLM Software的汽车解决方案经理以及仿真和测试业务部门经理Steve Dom说。“如今,测试的实质是通过现实的见解来支持工程过程。”他确定了NVH测试团队需要解决的各种需求。

首先,Dom认为需要提高生产率:当今的测试团队需要用更少的资源来进行更多的测试,同时要减少可用的原型。一个测试应该在第一张照片上提供所有必要的信息。

他还认为,需要更多的创新:为了保持市场竞争力,制造商需要进行创新。测试仍然是创新的重要步骤,对于验证创新设计是必不可少的—例如,验证新材料的声学特性。

Dom说,NVH设计必须处理关键任务安全性和日益增加的监管压力。“在某些行业,失败会带来严重后果,” he says. “测试仍然是证明产品不会失效并且符合规格要求的唯一方法。

“政府增加了监管压力,并要求提供测试结果以证明其符合法规要求。例如,在许多行业中,量化机器发出的声功率以限制噪声水平至关重要。声功率测试有助于开发可满足行业需求和ISO认证的优质产品,同时提高竞争优势和支持品牌战略。”

Wave6允许使用“边界元素”直接将声空间的边界表面划分网格,并将声边界元素子系统耦合到有限元结构和有限元素声子系统。 Wave6可以使用以下方法直接对声学空间的边界表面进行网格化“boundary elements,”并将声学边界元子系统耦合到有限元结构和有限元声学子系统。

他继续,“在运输行业中,通过噪声测试可测量外部测试轨道上的车辆噪声排放水平。车辆制造商的认证部门使用通过噪音测试的结果来确认车辆是否符合特定的噪音排放标准。所有类型的公路车辆均需要此认证—从卡车和公共汽车到乘用车和休闲车。”

Brett Birschbach是Briggs NVH的高级工程经理&威斯康星州沃瓦托萨的斯特拉顿。该公司使用最先进的数据采集和分析软件来高效地测试产品并开发更有效的降噪解决方案。

“我们花费了大量时间的一个领域是利用复杂的引擎模拟和CFD(计算流体动力学)软件来改善消声器设计,” he explains. “这些工具通过证明降噪与发动机性能之间的最佳平衡,在消声器设计过程中提供了更深入的了解。”

用户友好的NVH

针对噪声,振动和粗糙度抑制的设计意味着将最终用户置于产品体验的中心。他们将经历什么,他们将如何反应?可以采取什么措施来适应他们的经验?

设计ers need to incorporate these questions into their testing as well as materials selection and 设计.

迄今为止,声音质量通常是通过两种截然不同的方法之一来实现的,波士顿Acentech噪声与振动小组主任David Bowen表示。

“一种方法是完全依靠预先存在的计算指标,例如响度,清晰度,粗糙度等,” he explains. “另一种方法是将陪审团或听众小组的使用作为 ‘instrument’提供有关一系列可能的产品或设备声音的定量反馈,以帮助指导设计修改。”

他说,前者要简单得多,但有一个明显的缺点,就是它忽略了产品上下文,这对于用户如何判断他所说的东西通常很重要。“acceptability” of product sounds—当用户实际使用这些产品时。

声音是一项可用于区分品牌的独特功能,因此,制造商希望“design”他们产品的声音效果更佳。

产品制造商及其设计师必须充分了解用户’的经验并结合了严格的测试程序,其中NVH极大地影响了产品质量和总体拥有经验。

“我们相信,低噪音和低振动是产品改进的主要动力,这将使我们的品牌脱颖而出并提供竞争优势,” says Birschbach. “将噪音和振动特性降至最低可能会改善产品和品牌质量的感知,从而带来积极的拥有体验。”

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吉姆·罗密欧

吉姆·罗密欧是弗吉尼亚州切萨皮克的自由作家。发送有关此文章的电子邮件至 [电子邮件 protected].

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