[发明专利]一种隔音垫轻量化优化方法

说明书

本发明公开了一种隔音垫轻量化优化方法，其包括如下步骤：步骤一，对隔音垫进行厚度量化分析，将隔音垫划分为多个不同厚度的隔音区域，以量化厚度取值为中心值表征相应厚度区间；步骤二，采用拉格朗日乘数法建立优化方程组：步骤三，根据隔声性能需求，设定性能等效厚度值；根据布置空间设定面积占比约束条件；步骤四，根据面积占比约束条件联立步骤二的优化方程组求解，得到第i个隔音区域的面积占比p_i的最优解。其能够在设计阶段能根据性能目标及约束条件，快速得到最优的隔音垫厚度分布，指导产品工程师进行数据设计。

技术领域

本发明涉及汽车NVH，具体涉及隔音垫轻量化优化方法。

背景技术

随着汽车工业的快速发展，汽车的普及率也越来越高，舒适性成为消费者在购买汽车时的一项重要选择，而车辆NVH性能是舒适性的重要评价指标之一，对其研究开发意义重大，如何提升NVH性能成为NVH研究者的难题；另一方面，油耗积分的要求及新能源车快速发展，对整车重量提出了更严峻的挑战。隔音垫设计也避免不了这两方面的问题，既要面对舒适性需求，又要满足轻量化，有研究表明，厚度设计与隔声性能有着紧密关联，厚度越大隔声性能也会越高。

目前各车企通常在数据设计阶段直接测量隔音垫平均厚度大小来评价隔音垫设计好坏，但该方法无法基于隔声性能目标定量的得到最优厚度分布，也不满足轻量化设计趋势需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种隔音垫轻量化优化方法，其能够在设计阶段能根据性能目标及约束条件，快速得到最优的隔音垫厚度分布，指导产品工程师进行数据设计。

本发明所述的隔音垫轻量化优化方法，其包括如下步骤：

步骤一，对隔音垫进行厚度量化分析，将隔音垫划分为多个不同厚度的隔音区域，以量化厚度取值为中心值表征相应厚度区间；

步骤二，采用拉格朗日乘数法建立优化方程组：

式中，d_i为隔音垫第i个隔音区域的厚度，p_i为隔音垫第i个隔音区域的面积占比，d_等效为隔音垫的性能等效厚度，λ₁为隔声性能约束条件下的拉格朗日乘子，λ₂为面积占比约束条件下的拉格朗日乘子；

步骤三，根据隔声性能需求，设定性能等效厚度值；根据布置空间设定面积占比约束条件；

步骤四，根据面积占比约束条件联立步骤二的优化方程组求解，得到第i个隔音区域的面积占比p_i的最优解。

进一步，所述步骤二中若布置空间充足，设定面积占比约束条件为0≤p_i≤1，若布置空间有限，设定面积占比约束条件为0≤p_i≤0.3。

进一步，所述步骤三中性能等效厚度值为满足隔声性能需求的现有车型的隔音垫的性能等效厚度。

进一步，所述性能等效厚度的计算公式为：式中，d_i为隔音垫第i个隔音区域的厚度，p_i为隔音垫第i个隔音区域的面积占比。

进一步，所述步骤一中量化厚度取值间隔为5mm。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果。

1、本发明采用拉格朗日乘数法建立优化方程组，根据隔声性能需求，设定一个性能等效厚度值，根据设定的面积占比约束条件联立方程组求解得到不同厚度的隔音区域的面积占比，在满足隔声性能的前提下，实现了隔音垫重量降低，即在性能目标设定阶段就能精准得到隔音垫的最优厚度分布方案，避免了开发后期因隔声性能不足再对隔音垫的厚度分布进行整改，大大提高了开发效率，降低了成本。