声学包是什么？优化流程主要步骤

一、整车声学包定义

为达到整车NVH性能而设计的声学材料包装，如前围隔音垫、地毯、引擎舱盖隔热棉、顶棚吸音棉、备胎盖板等；

声学包是在从噪声源到整车车内传播路径中合理使用的手段，有效阻隔噪声在传播过程中传递的一种实用方法。

1、噪声源降噪材料

整车噪声主要分为发动机噪声、传动系统噪声、路噪、进排气噪声、风扇噪声、风噪等，针对每一种噪声，均可以采用不同的声学包来处理。针对发动机、传动系统噪声主要采用吸隔音、阻隔密封材料，针对路噪主要采用阻尼减振材料，针对进排气、风扇噪声主要采用吸隔音、阻隔密封材料、针对风噪主要采用阻隔密封材料。

2、声学包材料作用部位

整车不同位置采用不同声学包材料，主要包括发动机舱盖隔热垫、前后轮罩（棉毡、吸音棉等）、顶棚吸音棉、前后车门吸音棉、尾门吸音棉、前围隔音垫、地毯等。

二、整车声学包仿真流程

前面已将整车不同噪声源的声学包解决方案以及声学包作用位置进行了概述，但实际车型中针对每一个问题点均可以通过整车声学包仿真来解决，当前各大主机厂均采用VA One软件进行声学包仿真，有效解决了整车的振动噪声问题点。

1、建模仿真流程

采用VA One进行声学包仿真的主要流程如图所示，关键在于模型清理（如何处理模型是分析精确的前提）、SEA模型建立（SEA模型的搭建是声学包加载的基石）、声学包建立（声学包建立的准确性是整个仿真的关键）、声学包优化（优化方案的选择是减重降成本的重点）。

2、子系统SEA建模

子系统SEA建模和仿真是整车声学包仿真的基础，因此这里重点阐述下如下需要如何清理和划分有限元模型并进行子系统SEA建模的方法。

模型的清理主要把无关部件以及筋梁等删除，留下关键的大面积的子系统板件，重要子系统包括防火墙、地板、车门等。在进行整车仿真前，需要先对关键子系统进行建模和仿真优化，并为整车声学包优化提供指导。如下图为防火墙的SEA模型。

三、整车声学包优化

整车声学包优化和子系统优化主要基于工程经验，当然也可以采用软件中的优化模块，优化模块可以对节点坐标、材料的密度和流阻、SEA板厚度、声学包厚度、声学包覆盖率进行优化。

优化流程主要步骤如下（基于优化模块，区别于工程经验）：

声学包优化位置的选取主要选择关键子系统的声学包，变量范围主要根据工程实际声学包的厚度、覆盖率等范围，优化目标主要根据整车设定的声压级目标，优化求解后即可得到各个位置声学包的优化方案。

四、某改款车型声学包性能提升案例详解

1、整车SEA建模

以某改款车型声学包性能提升为例，需对整车声学包进行优化并达到标杆车的水准。首先需要搭建改款车的整车SEA模型，依据建模仿真流程对整车模型进行清理，保留重要子系统板件，分别导入防火墙FE模型、地板FE模型、四门两盖模型等，考虑模态数原则完成改款车的SEA模型如图所示。

2、子系统建模

对关键子系统进行精细化建模，主要包括防火墙和地板。以防火墙为例，根据激励源重要区域、不同板厚区域、关键过孔区域、加强版区域等划分不同区域，建立完的防火墙SEA模型如图所示。

3、材料参数定义与声学包建模

钣金件和内饰塑料件的材料参数定义主要包括板厚、密度、弹性模量、泊松比，同时需要重点考虑板件的阻尼损耗因子和模态密度，这两项参数可以通过测试得到，另外阻尼损耗因子也可以来自于声学包材料，模态密度也可以通过仿真得到。

声学包主要包括两大类，纤维类材料和发泡类材料，纤维类有六大声学参数，发泡类材料有九大声学参数。前围内隔音垫为纤维类材料，地毯为纤维类+发泡类材料，另外也可以通过吸声系数和插入损失来表示声学包材料。防火墙和地板的基础声学包状态如下表所示。

4、整车SEA模型调校模型调校包括声载荷（SPL）调校和路径隔声量（PBNR）调校。首先需要将防火墙和地板与隔声试验进行对标，根据隔声测试结果调校子系统，子系统隔声分析模型如图所示。

然后将隔声仿真结果通过面连接的方式加载到整车上，分别加载声载荷和声功率进行整车SEA模型调校。整车调校内容包括面连接调整，声腔表面积和周长修正，泄漏施加，声学包厚度、覆盖率和声学参数修正等，整车调校模型如图所示。

5、整车声学包优化

完成整车SEA模型搭建和调校后，在此基础上进行声学包优化，优化主要基于PBNR优化，优化内容主要包括：

（1）关键子系统声学包优化。对诸如防火墙、地板等关键子系统的声学包材料、覆盖面积、厚度、覆盖位置等进行优化，满足子系统吸隔声目标。不同路径的优化基于贡献量分析确认需要优化的关键子系统，贡献量分析如图所示。

（2）整车声学包优化。对整车的声学包进行性能优化，主要在于对整车所有声学包的布置、克重以及材料（密度、流阻、孔隙率等是关键声学参数）组成进行优化，满足减重降成本同时提升性能的需求。

优化后防火墙和地板的声学包状态如下表所示。主要优化内容包括：对于前围内隔音垫，增加声学包厚度为35mm，同时增大覆盖率为96%，增加软质棉毡克重并在硬质棉毡表面增加一层吸音棉，克重350gsm，厚度为15mm；对于地毯，在针织面料和PU发泡之间增加一层1mm的EVA，同时增大覆盖率为93%。

6、优化前后对比将优化后防火墙和地板等子系统声学包通过面连接方式加载整车，其他位置优化后的声学包通过MNCT的方式加载在整车上。以驾驶头部到发动机舱路径为例，对比优化前后的路径隔声量如图所示，对整车声学包进行优化后（驾驶员头部至发动机舱路径贡献量最大的子系统为防火墙），路径隔声量整体提升4dB以上，除了400Hz、630Hz、800Hz、8000Hz、10000Hz略低于目标值0.4dB外（标杆车水准），其他频率点均高于目标值。