1.概述
对于各类机械产品而言，其振动与噪声特性扮演越来越重要的角色，一方面设备工作过程中所产生的振动与噪声会对工作与生活环境产生比较大的影响，另一方面大量的设备故障与零部件的失效都与结构本身的动态特性有着千丝万缕的关系。工程实践中，对于产品的动态特性与工作状态分析有试验和仿真两种方法研究。试验的方法准确快捷，与实际工况最为接近，但试验方法存在成本高、获取信息量有限等问题，而仿真手段恰恰能弥补试验的不足，例如虚拟振动试验能够模拟结构在各种外部激励下的响应，特别是容易引起结构损坏、事故或者根本无法进行试验的情形。
但尽管仿真分析大行其道，但其结果的准确性常常受到质疑，一方面是由于复杂系统的纯仿真模型的构建本身就非常困难，另一方面是由于仿真模型构建过程中人为的设定了一些近似和假设。如何提高振动噪声仿真分析的建模精度是NVH仿真工程师面临的共性问题。因此，需要一款软件有效地将试验和仿真结合起来，发挥各自的优势。
西门子数字化工业软件推出的Simcenter3D软件的试验-仿真相关性及模型修正功能，可以将NVH试验-仿真有机结合起来，仿真指导试验，试验修正仿真，试验仿真相辅相成，共同指导产品NVH设计。
2.Simcenter3D 试验-仿真相关性分析
Simcenter3D软件的试验-仿真相关性分析及模型修正功能，可以通过一系列仿真，快速分析有限元仿真模型与试验测试数据之间的差异，然后可以利用试验数据修正有限元模型。
Simcenter3D试验-仿真相关性分析主要具备以下功能：
1）几何相关性分析
由于有限元模型的坐标系与试验测试线框的坐标系往往不一致，因此试验测试数据导入Simcenter3D仿真软件后，首先需要做几何相关性分析，使仿真-试验模型在空间上匹配，以便于后面进行模型缩减及相关性分析。
a) Simcenter3D可以直接导入Simcenter Test.Lab保存的*.lms格式的试验测试数据
b) Simcenter3D具备节点对、缩放/平移/旋转等多种几何匹配方式，以便使试验-仿真模型快速对齐。
2）结构模态相关性分析
结构模态是部件NVH性能的基础属性，通过结构模态的试验-仿真相关性分析，可以洞察有限元模型的建模精度。相关性分析的本质是分析试验数据与数值仿真模型之间的相似程度。Simcenter3D提供了多种查看模态相关性结果差异的方法，包括振型MAC值、坐标MAC值、正交性检验、模态匹配表、坐标贡献量等等。
3）声学模态相关性分析
如果驾驶室声腔设计不合理，就会和车身结构模态、发动机辐射噪声、尾管辐射噪声产生共振，从而产生NVH问题，因此需要进行声腔模态设计，包括试验与仿真。
挑战：如何验证仿真的声学模态?
Simcenter3D具体声学模态试验-仿真相关性分析功能，可以直接导入测试的声学模态，并显示各声学麦克风上声压，进而与仿真得到的声学模态进行相关性分析，显示 MAC & CoMAC 矩阵,显示模态对的振型与动画,分析仿真声学模态与测试声学模态之间的差异。
4）工作变形相关性分析
挑战:
•如何确定哪阶结构模态参与了系统的结构振动响应?
•如何在缺少仿真或者测试模态数据的情况下进行相关性分析?
解决方案:
•导入工作变形的测试数据（位移、速度、加速度），从结构频响仿真结果中提取工作变形
•选择仿真与测试工作变形数据进行相关性分析，显示 MAC & CoMAC 矩阵, 并排显示工作变形对的云图、振型动画
5）传函相关性分析
挑战:
•从测试FRFs中提取模态数据可能很耗时，并且会产生虚假模态。
•如何评估质量和刚度规律？
•如何评估阻尼的影响？
解决方案:
•试验-仿真传递函数相关性分析
•定量分析 > 频率响应函数的评价标准 - FRAC
•定性分析 >试验-仿真传函的重合度
• 求和或者平均
•结果显示:
•FRAC vs β 的二维曲线
•试验-仿真传函的 FRAC vs β 二维曲线对比
•Color Bar char显示
6）对称模型相关性分析
挑战:
•对称结构具有相同阵型的重复模态
•对称性可以是循环对称，也可以是关于一个或多个对称轴对称的
•振型不对中或者振型混叠将影响MAC值
解决方案:
Simcenter3D提供了一种对测试和仿真的重复模态进行批量修正的功能，以自动对齐模态振型、创建对并改进MAC值
7）灵活的动画显示
挑战:
•模态对可能存在有相位差异的振型
解决方案:
•手动或者自动定义试验与仿真模态之间的相位角
