基于西門子Simcenter? Test? Solution的軟硬件組合,聯合西門子和客戶完成NVH測試系統的部署實施、培訓以及技術服務與技術轉移。
案例一混合動力系統的NVH分析:
環保型混合動力系統的集成為NVH工程師們帶來了全新挑戰。縮小了尺寸后的內燃機(ICE)的氣缸壓力會增大,遇到電機的高轉矩波動會轉成低頻轉矩振動,而該振動在動力傳動系統中將被放大。由于機械組件和系統控制單元會嚴重影響上述現像,根據虛擬模型來進行故障排除通常是解決這些為的唯一可行方式。基于模型的系統工程解決方案可幫助工程師了解及解決NVH問題,還能實現混合動力傳動系統的平衡集成。
混合動力集成的NVH分析需要結合測試與仿真技術,通常在車輛研發階段以及有表示數據的情況下使用。如果有物理樣機,則工程師可以先測量關鍵條件并找出對問題造成影響最大的聲道與組件。之后,可在1D仿真模型中重現問題。
采用上述方式,可幫助您在故障排除階段評估解決措施及控制策略優化。同時1D解決方案可幫助您定義最佳概念架構,以及在NVH和其他功能需求(如駕駛操控性)之間實現平衡。
采集實驗數據階段:服務團隊利用其豐富的測試經驗幫助客戶測量動力傳動系統的旋轉動態數據,從中找出轉矩振動的特性,并根據它來構建1D模型與驗證仿真。同時通過模態分析、運行變形振型分析(ODS)和傳遞路徑分析(TPA)對實際的整車進行故障排除。
動力傳動系統和整車仿真階段:服務團隊幫助客戶將系統模型與整車模型以及相應的變速箱、傳動系統和控制器轉矩模型結合在一起,構建出完整測1D系統模型。之后對車輛的分系統進行逐步優化,再加入了測試結果和簡化版3D多主體數據之后,模型的細節白嫩的更加豐富,包含了懸架、連接件和柔性組件的精確描述。為了對各狀態下的完整系統模型進行驗證和更新,模態、力和加速度等1D仿真結果都與測試結果相關聯。
解決措施與實施階段:服務團隊協助客戶對機械系統(短期硬件維修)和控制策略(基于控制的解決方案)進行微調,從而減輕動力傳動系統中的低頻轉矩振動,并進行預其他功能指標之間的平衡調整。并協助客戶完成解決方案的實施驗證與優化。
服務成果:
減少動力傳動系統中的低頻扭轉振動
結合測試與仿真方式確定問題的根本原因
使用1D整車仿真,包括機械系統和控制系統
制定短期硬件修理計劃或基于控制單元的有效解決方案
確保良好的功能性指標(例如駕駛操控性),同時優化動力系統NVH響應
案例二電動車電機噪聲優化
為油電混合車輛研發電機需要面臨許多挑戰。工程師們需要從大量電機類型和配置中進行選擇,還要對所有的可能性進行有效評估。除了通過概念性選擇與控制策略優化效率外,優化電機的NVH性能也相當重要。電機容易發出惱人的高頻純噪聲,通過在同一個流程中結合電磁方針與高端聲學輻射研究,服務團隊可在保持車輛性能不變的前提下,對其聲學行為進行全面優化。
服務團隊結合了測試與仿真方式,可在汽車設計階段幫助電動車和電機廠商及供應商解決NVH難題,為了計算出電機噪聲,專家們將電磁仿真中的各種力分別映射到結構性有限元模型(FEM)上,從而計算出電機殼上的振動。而高端仿真將該結果用于計算麥克風位置的聲學響應。
通過將電磁仿真、結構仿真和聲學仿真結合在一起,服務團隊可有效評估NVH上所有可能的設計變更影響,從概念設計到控制策略和結構變更,一直到系統集成或故障排除。
電磁仿真階段:服務團隊幫助客戶利用2D或3D電磁FEM軟件計算磁滯力,通過應用電流波形并采用轉子角度、轉速和扭矩的函數關系描述相電流,可計算出電流密度與磁通量,從而轉換為轉子與定子間的切向力與徑向力。實際電流、轉速與扭矩可通過基于系統的功能模型計算得出,而功能模型基于引用表以及慣性和損失等電機數據。這有利于設計出調節相電流的控制單元。
振動聲學仿真階段:專家們將在軟件環境中對定子和電機殼的結構元件劃分網格,并對其進行裝配。在該階段,測試與仿真之間的相互關聯以及模型更新顯得尤為重要,因為只有這樣才能精確再現相應頻率范圍內的系統動態。根據2D/D電磁模型計算出的力將被映射到3D裝配網格上,以計算電機殼上的振動。這些振動值將在采用高級聲學FEM技術的聲輻射研究中用作邊界條件。
噪聲優化階段:服務團隊幫助客戶挖掘噪聲問題的原因,并制定相應的預防措施。再一個連續的過程中收集所有參數,可在噪聲優化的同時保持車輛性能不變。還可對概念設計、控制策略或結構進行改善,主要為了確保電磁力不會過多激發某些結構性共振。
服務成果:
結合電磁學與聲輻射,實施基于仿真的解決方案
將電機噪聲降到目標水平
避免關鍵頻率上的純噪聲
結合測試與仿真,創建出經過驗證的仿真模型
深入分析概念性選擇與控制策略對噪聲行為的影響
分析對已驗證仿真模型的修改
管理集成問題