汽车的NVH性能,即噪声、振动及声振粗糙度,是乘坐舒适性的重要评价指标。汽车NVH性能的好坏直接影响到整车的其他性能,很多企业为了保持其市场的竞争力,都会给予大量投资去改善汽车的NVH性能,因此汽车NVH性能的重要性毋庸置疑。某车型乘用车在经过悬置调校后,进行整车NVH性能主观评价时,发现怠速开空调工况下方向盘振动仍过大,影响整车的舒适性。针对此问题,拟定通过试验方法查找方向盘振动原因、采用CAE技术对转向系统进行结构优化、最后由试验验证等方式改善方向盘的振动。全文主要工作:首先,分析方向盘怠速振动的机理,在此基础上,采用LMS Test.Lab设备对转向系统进行振动试验,初步判断冷却风扇频率对方向盘振动有较大影响;运用试验模态分析理论和方法分别对激励源、主要传递路径和响应点进行分析,发现该车冷却模块(CRFM)和方向盘的模态参数与冷却风扇频率相一致,是引起怠速转向系统振动的主要原因。其次,应用Hypermesh建立约束在半截白车身上的转向系统模型,模态分析得出方向盘前后摆动模态频率、方向盘左右摆动模态频率及CRFM其中几阶固有频率,并与相应试验模态结果进行对比,验证有限元模型的准确性。采用此模型,在LMS Virtual.Lab中对CRFM质心施加单位扭矩,得到转向系统上特征点的频率响应,为其后续优化提供理论依据。再次,运用Nastran进行转向系统支撑结构灵敏度分析和优化设计,优化后,方向盘前后摆动模态频率和方向盘左右摆动模态频率均避开冷却风扇频率,且两者相差5.4Hz。对优化后转向系进行强度分析,其应力分布满足使用要求;通过试验测试验证优化方案的可行性,但方向盘振动有效值仍稍大,还需继续改善。最后,在CRFM减振垫结构改进后,经过CAE模态分析,CRFM绕垂向横摆固有频率很好避开冷却风扇频率,试验模态分析也验证改进方案的可行性。方向盘X、Y向加速度幅值和有效值都明显降低,方向盘振动异常问题得以解决。研究表明试验分析和CAE分析相结合的方法,在解决方向盘振动方面有较好的实用性和可行性,为今后转向系统的NVH工程设计与优化提供参考。