基于ansys汽車驅動橋的案例
分析 | 基于新能源汽車永磁電機的電驅動橋開發探討深度分析！
筆者的觀點是，基于新能源汽車，開發電驅動橋是內在要求。
一、車橋是什么？
二、常見車型的經典車橋
簡單來說：經典車橋一般有：前橋（見圖1）、后橋（見圖2）兩個橋。
1）轉向前橋：由輪轂總成、制動鼓、制動器總成、轉向節總成、前軸（工字梁）、主銷、止推軸承、橫拉桿總成、左右橫拉桿臂、直拉桿臂等；其功能是承載、制動、轉向組成。
圖1 常規車型前轉向橋外形
2）后驅動橋：處于動力傳動系的末端。有輪轂總成、制動鼓、橋殼總成、主減速器總成、輪邊減速器總成、半軸、制動器總成等組成。
圖2 常規車型后驅動橋外形
3）前橋與后橋功能上的區別
前橋有轉向功能沒有差速功能，后橋有差速、雙級減速器功能。（說明：不同用途汽車，其車橋結構原理和功能基本相同，但產品外形、內部零部件連接，往往是許多的不同方式。）
三、經典后驅動橋為什么要配雙級減速器和差速器？
基于1）、2）的面臨的問題，工程師們想出了“雙級減速器和差速器”措施來。
四、目前有三種以上電驅動車橋研發的路線之爭
2）全新電機驅動橋基本種類
①中央電機驅動橋（見圖3）。
圖3 中央電機驅動橋
②輪邊電機驅動橋，（見圖4）
圖4 輪邊雙電機驅動橋
③輪轂電機驅動橋（見圖5），輪轂電機由于設計難度較大，上面少見市場車型。
圖5 輪轂邊雙電機驅動橋
4)傳統后橋仍然是新能源商用車主流
①由中央電機通過傳動軸連接一個傳統的后橋，也有帶一個少檔變速箱；
②由中央電機帶一個少檔變速箱，通過傳動軸連接一個傳統的后橋。
展開 汽車驅動橋知識.
這類橋比單級減速器的質量大，價格也要貴些，而且輪谷內具有齒輪傳動，長時間在公路上行駛會產生大量的熱量而引起過熱；因此，作為公路車用驅動橋，它不如中央單級減速橋。
隨著我國公路條件的改善和物流業對車輛性能要求的變化，載重汽車驅動橋技術已呈現出向單級化發展的趨勢。單級減速驅動車橋是驅動橋中結構最簡單的一種，制造工藝較簡單，成本較低，是驅動橋的基本型，在重型卡車上占有重要地位；目前重型卡車發動機向低速大扭矩發展的趨勢使得驅動橋的傳動比向小速比發展；隨著公路狀況的改善，特別是高速公路的迅猛發展，許多重型卡車使用條件對汽車通過性的要求降低，因此，重型卡車產品不必像過去一樣，采用復雜的結構提高其的通過性；與帶輪邊減速器的驅動橋相比，由于產品結構簡化，單級減速驅動橋機械傳動效率提高，易損件減少，可靠性增加。
組成結構
驅動橋主要由主減速器、差速器、半軸和驅動橋殼等組成。
主減速器
主減速器一般用來改變傳動方向，降低轉速，增大扭矩，保證汽車有足夠的驅動力和適當的速度。主減速器類型較多，有單級、雙級、雙速、輪邊減速器等。
1）單級主減速器
由一對減速齒輪實現減速的裝置，稱為單級減速器。其結構簡單，重量輕，東風BQl090型等輕、中型載重汽車上應用廣泛。
2）雙級主減速器
對一些載重較大的載重汽車，要求較大的減速比，用單級主減速器傳動，則從動齒輪的直徑就必須增大，會影響驅動橋的離地間隙，所以采用兩次減速。通常稱為雙級減速器。雙級減速器有兩組減速齒輪，實現兩次減速增扭。
為提高錐形齒輪副的嚙合平穩性和強度，第一級減速齒輪副是螺旋錐齒輪。二級齒輪副是斜齒圓柱齒輪。
主動圓錐齒輪旋轉，帶動從動圓錐齒輪旋轉，從而完成一級減速。第二級減速的主動圓柱齒輪與從動圓錐齒輪同軸而一起旋轉，并帶動從動圓柱齒輪旋轉，進行第二級減速。
展開 基于AVL仿真平臺的電驅動橋NVH仿真分析
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Allegro MicroSystems, LLC推出全新汽車級半橋MOSFET驅動器IC
支持ASIL-B的新產品設計用于具有高功率電感性負載的汽車應用
Allegro MicroSystems，LLC宣布推出兩款全新N溝道功率MOSFET驅動器IC，能夠控制以半橋配置連接的MOSFET。Allegro的A4926和A4927專為具有高功率電感性負載的汽車應用而設計，可適用于直流泵（制動、油、水和燃料）、空調系統（HVAC）、螺線管和致動器等設計。這些器件特別適合于必須滿足ASIL要求的汽車系統，與Allegro A2SIL?系列中其他產品一樣，A4926和A4927都集成有足夠多的功能來完善系統設計，幫助用戶實現所需的ASIL等級要求。
A4926和A4927集成有獨特的電荷泵穩壓器，能夠針對大多數應用提供完整的門驅動，即便是在電池電壓低至5.5V時。它們帶有可選自舉管理的自舉電容器，可用于提供N溝道MOSFET所需的高于電池的電源電壓。半橋可以由獨立的邏輯電平輸入或兼容SPI的串行接口來進行控制。外部功率MOSFET通過可編程的死區來保護，以避免發生擊穿（shoot-through）。
A4926和A4927具有的集成式診斷功能可以提供多種內部故障、系統故障和電源橋故障的指示，并可配置為在大多數數短路條件下保護功率MOSFET。串行接口除了能夠提供對橋控制的完全訪問之外，還可用于改變死區時間、VDS閾值、門驅動電流和故障空白時間（fault blank TIme）等可編程設置，通過串行接口可以讀取詳細的診斷信息。此外，A4927還包括有具備可編程增益和偏移能力的集成式低邊電流放大器。
A4926為20引腳eTSSOP無鉛封裝（后綴LP），引腳框采用100%霧錫電鍍（后綴T）。
A4927為24引腳eTSSOP無鉛封裝（后綴LP），引腳框采用100%霧錫電鍍（后綴T）。
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基于ANSYS APDL懸索橋建模與靜力分析 ￥30
附件為 bridge.txt為建模命令流
[會議論文]基于ANSYS軟件的斜拉橋結構可靠性分析
基于ANSYS軟件的斜拉橋結構可靠性分析
基于ANSYS軟件的斜拉橋結構可靠性分析.pdf
lw.JPG
基于ANSYS經典 連續鋼箱梁橋頂推施工分析與 施工監控技術 ￥300
一、依托背景
合肥某跨高速連續鋼箱梁橋采用頂推施工，主橋與既有高速交角77度，主橋由140（40m+60m+40m）三跨連續等高鋼箱梁構成，箱梁為單箱四室斷面，腹板之間呈封閉箱型，箱梁高度2.6m，上部頂寬19.40m，下部底寬12.56m，橋面板為正交異性結構。橋型設計縱坡為雙向坡，分別為2.385%～2.462%，豎曲線半徑為3000m，橫坡為2％，如圖1-1示。
圖1-1 施工關鍵結構布置
圖1-2 鋼箱梁橫斷面示意
鋼箱梁橋沿縱向分15節拼裝，頂推段為1～12節，長度112.8m；原位拼裝段為13～15節，長度27.2m。縱橫向鋼箱梁分塊編號見圖1-3，頂推施工分以下七個施工階段見表1-1。
展開 基于ANSYS命令流的懸索橋的仿真分析（帶預應力的link10單元） ￥30
通過節點法建立的橋梁模型
靜力分析的前12階模態
基于Motor-CAD和MANATEE的新能源汽車驅動電機多物理域聯合仿真計算
1 前言
新能源汽車電機集成度越來越高，對電機的功率密度、轉矩密度提出了更高的要求。電機的熱性能趨于極限設計，為了充分發揮電機的電磁性能必須將永磁體的利用率達到最大，因此對于電機的設計必須將電機的電磁、熱以及轉子應力進行耦合分析。并且目前，新能源汽車電機的噪聲問題變得越來越突出，電機的電磁振動噪聲是設計人員研究的熱點問題，而電磁振動噪聲的激勵源電磁力波至關重要。
Motor-CAD軟件提供了電機的電磁、熱以及機械應力分析平臺，可以方便設計人員進行耦合分析。因此熟悉電機的電磁、熱以及機械應力耦合分析流程至關重要，并可通過Motor-CAD實現，與MANATEE聯合仿真即可完成電機的電磁振動噪聲計算分析。
下圖所示為Motor-CAD軟件為電機設計工程師提供的電磁、熱、機械應力以及電磁振動噪聲計算分析耦合方式。
電機電磁、熱、機械耦合方式
電磁性能是電機最重要的性能也是必須要實現的，但是電機電磁性能的實現，需要建立在穩定的熱性能以及轉子機械應力性能的基礎上。因此進行電機多物理域仿真分析時必須以電機的電磁性能為主，然后校核電機熱性能以及轉子機械應力不斷反復迭代優化電機。在電機電磁性能設計完成后應對電機的電磁振動噪聲進行分析評估，并給出優化方向。Motor-CAD軟件與MANATEE軟件聯合仿真即可實現電機的電磁振動噪聲計算與分析。
本文對電機的電磁性能設計、熱設計、轉子機械應力以及電磁振動噪聲的詳細設計不做詳述僅對四者之間的銜接關系進行詳細介紹。
本文以一臺150kW新能源驅動電機為例，分析電機的電磁、熱、機械應力以及電磁振動噪聲性能。
2 電磁分析
在進行電磁分析之前，先建立電機的結構模型、選擇并設置電機的材料屬性、定電機初始溫度并確定電機的求解條件。
展開 基于ANSYS的汽車轉向節拓撲優化仿真分析
摘 要：本研究基于ANSYS軟件，針對汽車轉向節的拓撲結構優化展開了仿真分析。首先，針對不同的工藝約束，建立了多目標拓撲優化目標函數，通過比較不同拓撲優化結果的區別和優劣勢，選取了最優的拓撲優化建模方法。隨后，根據拓撲優化結果，建立了工程化結構數模。實驗結果表明，在所建立的多目標拓撲優化目標函數下，得到了一種在工藝約束下最優的汽車轉向節拓撲結構，并且該結構具有較好的力學性能和穩定性，可為實際工程應用提供參考。
關鍵詞：ANSYS;汽車轉向節;拓撲優化;工藝約束;多目標優化;力學性能;
1 引言
汽車轉向節是汽車轉向系統的重要部件，其結構和性能直接影響著汽車的操控性和安全性。傳統的轉向節設計通常采用經驗設計和試錯方法，存在設計時間長、成本高、效率低等問題，同時難以滿足不同工況下的需求。隨著計算機仿真技術的不斷發展，基于拓撲優化的汽車轉向節設計已經成為一個研究熱點。在不同的工藝約束下，通過建立多目標拓撲優化目標函數，可以快速高效地得到優化結果，有效提高轉向節的性能和質量。此外，拓撲優化設計還可以大幅減少設計時間和成本，提高設計效率和可靠性，同時降低產品開發風險，具有非常廣闊的應用前景。
2 汽車轉向節結構及其優化
2.1 汽車轉向節的結構和功能
汽車轉向節是汽車轉向系統中非常重要的部件之一，主要起到連接轉向系統和輪轂的作用。其主要功能是將駕駛員的轉向操作傳遞到車輪，控制車輛的方向和行駛狀態。傳統的汽車轉向節結構通常采用鑄造或鍛造的方式制造，形狀比較固定，存在一些設計上的局限性。而拓撲優化技術則可以通過對結構的重新設計和優化，實現優化結構的得到，進一步提高汽車轉向節的性能和質量[1]。
2.2 拓撲優化在汽車轉向節設計中的應用
拓撲優化作為一種優化設計方法，在汽車轉向節的設計中具有廣泛的應用。
展開 基于ANSYS的汽車變速器齒輪的優化設計
采用有限元的分析方法，在靜態分析的基礎上，以汽車變速器齒輪的厚度作為設計變量，以齒輪的重量作為目標函 數，建立齒輪的優化模型。應用ＡＮＳＹＳ軟件對汽車變速器齒輪進行結構的有限元分析及優化，從而提高變速器的整體性能
基于ANSYS的汽車變速器齒輪的優化設計.pdf
基于Ansys的汽車氣動噪聲數值仿真分析實例
在產品設計的初始階段，往往需要噪聲的大致分布情況，基于模型的噪聲源方法可以解決這一問題。
模型的湍流動能輸運方程：
湍流動能耗散率輸運方程：
式中：
Gk為平均速度梯度產生的湍流動能
Gb為浮力產生的湍流動能
β為熱膨脹系數
μt 為湍流粘度
σk，σt為k，ε的湍流普朗特常數。
根據經驗，模擬中使用的常數分別取值為：Cμ=0.09，σk=1.0，σε=1.3，C1ε=1.44，C2ε=1.92，C3ε=1。
基于公司現在對氣動噪聲的要求，選擇模型是比較適宜的。
模型網格的劃分和計算域的建立
模型是在CATIA軟件上建立的，然后導入ICEMCFD軟件中進行網格劃分。為了提高計算的效率，對模型的底部進行了簡化處理。
根據經驗，流場仿真計算所取的計算域到達一定的大小時，汽車的流場就不再受計算域大小的限制。假設汽車模型長為L，寬為W，高為H，則計算域的取法為汽車前部取3L，側面取4W，上部取5H，汽車后部取7L。
為了解決汽車求解域大，網格數目多的難點，按照離車身的距離不同，網格的大小也不同。離車身近的區域網格劃分比較密，使之能夠清楚的表現車身表面附近的細致情況；而遠離車身的區域，網格可以適當的稀疏，以減少網格的數量，節約計算時間。最終網格劃分結果如圖1所示，網格數1369839。
圖1 網格劃分結果
入口邊界：入口邊界為速度邊界。
出口邊界：出口邊界為壓力邊界。
展開 基于ANSYS Workbench的汽車盤式制動器性能分析 ￥15
模型
簡單模型，一個圓盤，上下兩個對稱剎車片。材料選擇不銹鋼材料屬性。
靜力分析
第一步，摩擦接觸，設定剎車片與圓盤之間為摩擦接觸，摩擦系數0.3，behavior為Asymmetric。具體描述如下圖所示;
再插入命令流，獲取摩擦接觸的單元，生成制動盤上的目標單元組件，命令流：esel,s,type,,tid，其中tid為目標單元類型。
具體其中一組單元類型獲取方法：
Esel,s,type,,tid
Cm,c1_r,elem
具體命令流見圖所示;
下來靜力分析，默認時間步為1，選擇自動時間步，最小10步，最大30步，打開幾何大變形。描述如下圖所示：
打開重啟動，選擇Manual，載荷步和子步均選擇ALL，非線性控制選擇，牛頓-辛普森算法選擇Unsymmetric算法，即非對稱算法。
施加圓盤內部圓的固定約束，fix displacement。剎車片約束X和Y方向位移。
兩個剎車片施加Z即即面壓力，壓力載荷1Mpa。具體載荷約束情況下圖所示：
模態分析結果
將靜力分析結果輸入到模態分析系統，選擇靜力分析的Solution單元，右鍵選擇Transfer Data To New-Modal，模態分析設置默認Pre-Stress，表示從靜力分析的最后載荷步和子步重啟進行擾動分析。求解30階模態，求解方法選擇unsymmetric方法。
具體流程見附件word文檔，模型為2022R2版本，需要解壓。里面網格劃分，求解文件都已清空，需要重新計算。
展開 Ansys直播推薦 | 基于GPU的高逼真汽車內飾光學仿真
2014年開始從事SPEOS光學技術工作至今，負責Ansys SPEOS光學仿真軟件，為客戶提供整車內飾光學仿真驗證以及汽車外部照明模擬分析等。多次參與汽車，航空人機工效分析項目，有豐富的設計仿真經驗。
宋毅明
NVIDIA Quadro 產品部門高級解決方案架構師。南京大學計算機軟件工程方向碩士畢業。曾在 AMD、Intel 從事 3D 圖形驅動開發，在 epic games 從事 UNREAL 游戲引擎開發工作。對計算機圖形學、directx 游戲引擎開發優化有深刻理解。
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展開 基于ANSYS的汽車發電機連接螺栓布局設計優化
基于ANSYS的汽車發電機連接螺栓布局設計優化
