在竞争激烈的汽车市场中，制造商已经在将性能、价格和效率推向极限。在这个激烈的市场中，乘坐体验可能是引导客户选择一个型号而不是另一个型号的决定性因素。一些驾驶员期望安静、平滑和舒适的乘坐体验，而另一些人则更喜欢更具运动感的感觉。优化噪音、振动和粗糙度（NVH）以满足目标客户的需求，有助于使产品模型脱颖而出。
向电动汽车 (EV) 的过渡为控制噪声和振动特性带来了新的挑战。电动汽车电池非常重，这要求车辆其他地方减轻重量。这可能导致车身结构更薄、更不坚固，从而减少隔音的范围。电池组的结构振动还可能在整个车辆中引发 NVH 问题。
传统上，NVH是在原型车制造完成后进行的道路试验中研究的。然而，如果在开发的后期发现这些问题，解决它们可能会非常昂贵，并且可能延误整个项目。通常，后期的修复措施只能采用昂贵的对策，这反过来又增加了车辆的重量。
通过仿真更早解决噪声和振动问题
为了在开发的早期阶段识别NVH问题，汽车制造商使用模拟。通过汽车的虚拟双胞胎，工程师可以在不需要原型的情况下分析NVH。模拟可以在开发的任何阶段快速提供设计性能的反馈。可以优化NVH，并与其他设计关键绩效指标（KPI）如重量和燃油效率进行权衡研究。
模态分析可以可视化 NVH 的来源，并帮助工程师找到最佳的缓解方法。例如，电池组的振动模态可能导致座椅的不舒适振动。通过识别电池的振动模态，工程师可以找到最佳的额外螺栓添加位置。快速优化在满足所有振动要求的同时，尽量减少所需螺栓的数量。
使用仿真可以加速开发过程，并通过减少所需的昂贵原型数量来降低成本。在最终确定设计之前可以测试 NVH 性能，从而降低风险。优化提供了竞争优势，并使设计团队能够朝着满足所有设计要求的最佳权衡进行工作。
通过统一建模和仿真（MODSIM）避免发展阵痛
仿真是任何工程团队的强大工具，但组织问题有时会阻止其发挥全部潜力。通常，团队是孤立的，各个子系统工作的小组之间几乎没有联系。然而，NVH问题往往源于系统级别上许多不同组件的相互作用。仿真通常只由与设计无关的专家分析员进行，而部门之间的数字孤岛导致数据管理延迟。通过统一建模和仿真（MODSIM），可以大大提高协作和数据交换的效率。
在使用MODSIM的开发周期中，计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）被无缝集成到一个工作流程中：设计师产生的几何模型可以直接用于模拟。这减少了创建可用于模拟的模型所需的时间和工作量，并允许在任何时间对设计进行分析——即使是在概念阶段。
在传统的设计开发周期中，CAE分析循环可能需要数周时间——而在此期间，设计本身可能已经发生了变化。在MODSIM下，CAE循环发生在与CAD相同的统一环境中，设计迭代所需时间缩短为几天而不是几周。所有信息，包括需求、几何形状和模拟结果，都存储在一个基于云的数据模型中，提供了一个单一的真相来源和整个团队之间的完全协作。
NVH分析的子系统到全系统级别的MODSIM工作流程示例
身体系统组件示例及其典型的 NVH 分析。
上面的图像显示了在全车的NVH开发过程中需要考虑的一些分析。每个子系统在其自己的级别进行评估，但整个系统组装也被考虑在内。
从单个组件到修剪车身的装配树。
使用MODSIM在达索系统3DEXPERIENCE平台上，工程师们拥有一种分析的一步解决方案。单个载荷工况可以应用于零件树中任意位置的子组件——一个用于蒙皮模式，一个用于白车身模式——但在启动求解器任务时，它们可以同时在单一步骤中运行。该模拟使用行业标准的结构模拟工具Abaqus在云端，而3DEXPERIENCE平台在如何分组分析方面具有完全的灵活性。
MODSIM 还可以用于设计改进研究。通过更改一组给定的参数来分析设计变化，帮助工程师快速进行改进。这是一款非常简单、易于使用且强大的工具，可以与标准分析同时运行。下面的示例展示了结构电池组模式。这些对于避免道路上的震动问题至关重要。周长螺栓图案优化可以帮助在最小化安装成本的同时达到目标。
