11月18日至22日，西門子工業(yè)軟件兩年一度的converge大會如期在拉斯維加斯舉行。會議集中了西門子工業(yè)軟件在各學科、各行業(yè)領域頂尖專家。大家匯聚一堂，互通有無，展示了西門子工業(yè)軟件全套技術解決方案。
Simcenter 3D作為一個3D多學科仿真平臺，匯聚了Nastran?、SDRC I-deas?、NX? CAE和LMS?等眾多成熟CAE工具的技術。為3DCAE提供統一、可擴展、開放且可伸縮的環(huán)境，而且連接到設計、1D仿真、測試和數據管理。Simcenter 3D可以作為獨立仿真環(huán)境使用，也可與NX計算機輔助設計(CAD)軟件集成部署。下面分享一個Simcenter 3D在汽車變速箱NVH分析方面的案例。
該案例來自于韓國現代汽車，現代汽車作為世界知名的汽車研發(fā)、制造廠商，一直以強調產品質量聞名。在該案例中，韓國現代汽車采用了Simcenter 3D對其新能源車變速箱進行載荷預測以及NVH分析，并取得了良好的分析效果。
汽車噪聲中，發(fā)動機，輪胎和傳動系統是其主要來源。尤其是對于電動汽車，由于沒有傳統的燃油發(fā)動機背景噪聲的掩蓋，變速箱噪聲問題更為凸顯。因此如何分析變速箱NVH問題，變得尤為關鍵。
在韓國現代的案例中，西門子工業(yè)軟件工程咨詢團隊使用Simcenter 3D Transmission Builder對復雜齒輪變速箱進行參數化多體動力學建模，其建模流程如下，可以很大程度上節(jié)約用戶的建模時間成本以及降低復雜操作帶來的出錯幾率。
圖1 基于Simcenter 3D Transmission Builder的變速箱多體動力學建模流程
如圖2所示，在Simcenter 3D環(huán)境中，由多體動力學瞬態(tài)計算的動態(tài)載荷可以無縫地用于下一步的聲學仿真。分析流程如圖7所示，覆蓋了從載荷源（齒輪嚙合力）—傳遞路徑（軸承和柔性殼體結構）—聲學響應計算。并且這個過程是無縫集成的，與這個分析過程中，任何設計參數變更的影響（比如：微觀修型參數的變更）可以直接體現在殼體的聲學響應上，從而優(yōu)化設計和減輕NVH現象，如齒輪敲擊以及嘯叫現象。
圖2 Simcenter3D變速箱聲輻射分析流程
在Simcenter 3DTransmission Builder中，提供了多級復雜程度的齒輪嚙合模擬方法。在現代汽車的案例中，在不同的分析階段可以分別采用從簡單到復雜的齒輪接觸算法。從而得到如圖3所示齒輪變速箱精確載荷。
圖3 變速箱載荷計算
由Simcenter 3D Motion中計算得到變速箱精確載荷以后，無需進行載荷數據的導出，可以直接使用Simcenter 3D Acoustic模塊讀入motion的模型和結果文件，并在此基礎上做進一步的NVH分析，得到變速箱聲學響應結果，如圖4所示。
圖4 變速箱聲學計算
圖5 現代汽車高級工程師對Simcenter 3D的評價
整個項目完成以后，現代汽車工程師對Simcenter 3D給予了高度評價。最終韓國現代汽車選擇了西門子工業(yè)軟件，選擇了Simcenter3D作為其變速箱NVH分析的工具。Simcenter3D助力韓國現代新能源汽車進行變速箱NVH分析，其分析方法和流程對于各大主機及零部件供應商均有較大參考意義。
