行業(yè)應用方案 | 噪聲、振動與聲振粗糙度 (NVH)

噪聲、振動與聲振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness,即NVH)是指在某特定工況下用戶對汽車的主觀感覺,如抖動和轟鳴噪聲,是衡量汽車制造質(zhì)量的一個綜合性能指標。

提升NVH性能不僅要從發(fā)動機設計之初開始,還要從整套動力系統(tǒng)集成、匹配角度進行考量。整車振動噪聲是國內(nèi)客戶買車時越來越關(guān)注的重點性能,更是自主品牌轎車要進入國際先進車輛行列從而打進國際市場的關(guān)鍵指標之一。

車輛的NVH性能是國際汽車業(yè)各大整車制造企業(yè)和零部件企業(yè)廣泛關(guān)注的指標。有統(tǒng)計資料顯示,整車約有1/3的故障問題是和車輛的NVH問題有關(guān)系,而各大公司有近20%的研發(fā)費用消耗在解決車輛的NVH問題上。目前CAE仿真分析方法已經(jīng)廣泛融入到整車及零部件開發(fā)階段中,特別是在試驗樣車和工裝樣車之前,通過虛擬驗證整車NVH性能,并通過優(yōu)化改進,大大降低了整車振動噪聲問題的風險,從而提高了開發(fā)成功率。

 

Ansys解決方案

Ansys具有業(yè)界頂尖的電磁、結(jié)構(gòu)、多體動力學、聲學分析工具,數(shù)據(jù)無縫鏈接的多物理場仿真平臺,綜合的多物理場模型參數(shù)優(yōu)化平臺,以及允許在設計初期提前體驗噪聲效果的仿真工具軟件。Ansys解決方案允許設計者在統(tǒng)一的平臺Workbench中進行系統(tǒng)級的建模,調(diào)用Maxwell、Mechanical、optiSLang進行電磁-振動-聲學耦合分析和優(yōu)化,也可將聲學分析結(jié)果導入VXPERIENCE Sound中進行噪聲評判和音質(zhì)設計。

 

一、電機振動噪聲

對電機產(chǎn)生的噪聲進行Maxwell電磁分析、Mechanical振動分析、Acoustics聲學分析,將聲學分析結(jié)果導入VXPERIENCE Sound中進行噪聲評判,在Workbench下調(diào)用optiSLang或DX進行多物理場參數(shù)優(yōu)化為電機噪聲設計提供最佳方案。

 

二、電機+齒輪箱振動噪聲

在電機振動噪聲分析的基礎(chǔ)上加入齒輪傳動噪聲的分析,更加符合汽車制造廠家的測試工況。將Maxwell電磁分析結(jié)果導入Ansys Motion中進行多體動力學分析,其結(jié)果作為聲學激勵導入Mechanical中進行聲學仿真。該方案采用的Ansys Motion動力學分析可考慮電機的電磁力和柔性體應力應變數(shù)據(jù)及動態(tài)數(shù)據(jù),得到精度更高的結(jié)果。

 

統(tǒng)一平臺的多物理場NVH仿真解決方案

Ansys解決方案具有高度的多物理場耦合、高度的結(jié)構(gòu)部件耦合、復雜的運行工況、以及統(tǒng)一的多物理場參數(shù)優(yōu)化能力,可以完美解決NVH分析技術(shù)的一系列技術(shù)難點。

 

典型應用案例

電磁力-振動-聲學耦合分析

電機由于電磁力作用引起的電機噪聲可以通過2D Maxwell電磁場分析得到的在定子齒部的電磁力,映射處理到3D的電機結(jié)構(gòu)網(wǎng)格模型上,通過FFT變換后 ,進行電機掃頻分析,得到頻率響應曲線,進而進行聲學分析。

行業(yè)應用方案 | 噪聲、振動與聲振粗糙度 (NVH)的圖1

Mechanical振動分析

行業(yè)應用方案 | 噪聲、振動與聲振粗糙度 (NVH)的圖2

等效輻射功率(ERP)

行業(yè)應用方案 | 噪聲、振動與聲振粗糙度 (NVH)的圖3

聲壓級(SPL)

行業(yè)應用方案 | 噪聲、振動與聲振粗糙度 (NVH)的圖4

遠場極坐標聲壓級

行業(yè)應用方案 | 噪聲、振動與聲振粗糙度 (NVH)的圖5

Motion多體動力學分析

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