什麼是 NVH？

NVH 代表噪音 (Noise)、振動 (Vibration) 和 聲振粗糙感 (Harshness)。此術語主要用於評估車輛的噪音和乘坐舒適性。然而，所有其他機械系統中可能發生的所有振動和噪音現像也通常稱為 NVH。

• 噪音：是指會幹擾聽覺並讓人感覺煩擾的 unwanted, unpleasant 聲音。當振動通過介質（例如空氣）傳播時就會產生噪音。
• 振動：是指物體相對於參考位置發生重複運動的現象。例如，當抓住物體然後鬆開時，物體表現出的晃動就屬於振動。
• 聲振粗糙感：是由於不規則衝擊引起的噪音和振動的主觀感受。

多體動力學在 NVH 模擬中的功能

多體動力學在 NVH 模擬中有 4 個基本功能：

1. 模態分析：透過模擬（數學分析）獲得柔性體的模態形狀
2. 系統特徵值分析：獲得系統的固有頻率
3. FRA：受迫振動條件下系統響應分析
4. 動態分析：共振與瞬態振動分析

RecurDyn（多體動力學模擬軟體包）支援所有這 4 種分析方法

（點擊看GIF）

使用多體動力學進行 NVH 模擬的範例

透過一個具有 1 個自由度的激勵器範例，讓我們探索如何利用多體動力學模擬來分析 NVH 問題。

模態分析：可以透過模擬（數學分析）獲得柔性板的固有頻率和模態形狀。此資訊可為機械系統的噪音和振動行為提供 valuable insights（寶貴見解）。

系統特徵值分析：可以獲得各種結果，包括系統的模態數量和固有頻率。模態分析通常用於單一組件，而係統特徵值分析可以應用於運動中的機械系統或組件。在下例中，系統的第一個模態為 47Hz，第二個模態為 185Hz，依此類推。系統的固有頻率不同於單一組件的固有頻率。這凸顯了 NVH 模擬對機械系統的重要性。

動態分析：可以檢查瞬態結果。下方的影片展示了系統在隨時間變化的頻率激勵下的動態分析。影片中的圖表顯示了任何時刻的激勵頻率。當激勵頻率接近 47 Hz（即係統的第一個模態頻率）時，柔性板會發生劇烈晃動。此後，當頻率接近 185 Hz 時，會發生第二個共振。我們可以透過多體動力學模擬觀察到變形和應力分佈隨著激勵頻率的增加而改變。

下列影片的 6 個動畫展示了接近 6 個共振頻率時發生的變形形狀。

透過利用多體動力學模擬，您可以執行 NVH 分析來確認產生多少應力以及變形形狀如何隨時間變化。

FRA 如何用於 NVH 模擬？

FRA（頻率響應分析）是一種 NVH 模擬方法，它可以計算系統在考慮系統約束條件下的激勵輸入響應。使用 FRA，可以直接識別特定受迫振動的反應。

例如，當施加相對於 Z 軸的旋轉激勵時，系統在 3.9 Hz 的第一模態頻率下表現出顯著的加速度響應。第二個和第三個模態沒有包含太多 Z 軸旋轉，導致對這種激勵的反應很小。相反，對於平移輸入，第二個模態在 52 Hz 時在平移方向上表現出顯著的響應。

FRA 非常有用，因為它可以幫助您更好地理解特定係統的激勵條件。此外，當系統的激勵條件已經知道時，FRA 尤其有用。