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Simcenter 3D在韩国现代汽车变速箱NVH分析的成功案例

2019-12-09 11:42:25·  来源：Simcenter 3D Online  
　
11月18日至22日，西门子工业软件两年一度的converge大会如期在拉斯维加斯举行。会议集中了西门子工业软件在各学科、各行业领域顶尖专家。大家汇聚一堂，互通有无
11月18日至22日，西门子工业软件两年一度的converge大会如期在拉斯维加斯举行。会议集中了西门子工业软件在各学科、各行业领域顶尖专家。大家汇聚一堂，互通有无，展示了西门子工业软件全套技术解决方案。
 
Simcenter 3D作为一个3D多学科仿真平台，汇聚了Nastran®、SDRC I-deas™、NX™ CAE和LMS™等众多成熟CAE工具的技术。为3DCAE提供统一、可扩展、开放且可伸缩的环境，而且连接到设计、1D仿真、测试和数据管理。Simcenter 3D可以作为独立仿真环境使用，也可与NX计算机辅助设计(CAD)软件集成部署。下面分享一个Simcenter 3D在汽车变速箱NVH分析方面的案例。
 
该案例来自于韩国现代汽车，现代汽车作为世界知名的汽车研发、制造厂商，一直以强调产品质量闻名。在该案例中，韩国现代汽车采用了Simcenter 3D对其新能源车变速箱进行载荷预测以及NVH分析，并取得了良好的分析效果。
 
汽车噪声中，发动机，轮胎和传动系统是其主要来源。尤其是对于电动汽车，由于没有传统的燃油发动机背景噪声的掩盖，变速箱噪声问题更为凸显。因此如何分析变速箱NVH问题，变得尤为关键。
 
在韩国现代的案例中，西门子工业软件工程咨询团队使用Simcenter 3D Transmission Builder对复杂齿轮变速箱进行参数化多体动力学建模，其建模流程如下，可以很大程度上节约用户的建模时间成本以及降低复杂操作带来的出错几率。
图1 基于Simcenter 3D Transmission Builder的变速箱多体动力学建模流程
如图2所示，在Simcenter 3D环境中，由多体动力学瞬态计算的动态载荷可以无缝地用于下一步的声学仿真。分析流程如图7所示，覆盖了从载荷源（齿轮啮合力）—传递路径（轴承和柔性壳体结构）—声学响应计算。并且这个过程是无缝集成的，与这个分析过程中，任何设计参数变更的影响（比如：微观修型参数的变更）可以直接体现在壳体的声学响应上，从而优化设计和减轻NVH现象，如齿轮敲击以及啸叫现象。
图2 Simcenter3D变速箱声辐射分析流程
在Simcenter 3DTransmission Builder中，提供了多级复杂程度的齿轮啮合模拟方法。在现代汽车的案例中，在不同的分析阶段可以分别采用从简单到复杂的齿轮接触算法。从而得到如图3所示齿轮变速箱精确载荷。
图3 变速箱载荷计算
由Simcenter 3D Motion中计算得到变速箱精确载荷以后，无需进行载荷数据的导出，可以直接使用Simcenter 3D Acoustic模块读入motion的模型和结果文件，并在此基础上做进一步的NVH分析，得到变速箱声学响应结果，如图4所示。
图4 变速箱声学计算
图5 现代汽车高级工程师对Simcenter 3D的评价
      
整个项目完成以后，现代汽车工程师对Simcenter 3D给予了高度评价。最终韩国现代汽车选择了西门子工业软件，选择了Simcenter3D作为其变速箱NVH分析的工具。Simcenter3D助力韩国现代新能源汽车进行变速箱NVH分析，其分析方法和流程对于各大主机及零部件供应商均有较大参考意义。
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