MASTA
關注創建者：春夏秋冬-天南地北 創建時間：2017-08-09
MASTA的實例教程
2.MASTA軟件分析系統模型
在軟件中輸入齒輪副的宏觀參數及微觀修形后，通過MASTA軟件仿真，得到該電驅動總成高速級齒輪副在整車WOT工況下的傳遞誤差，如圖4所示。高速級齒輪副傳遞誤差的傅里葉變換結果如圖5所示。在整車WOT工況下，高速級齒輪副傳遞誤差的峰值計算結果是滿足設計要求的，且傳遞誤差的頻域幅值也不大，說明驅動總成第22階的階次激勵其實并不算大，產生嘯叫問題的原因應該是存在系統共振。
分析系統耦合模態，其結果如圖6、圖7所示。在1 000～2 000 r/min范圍內，第22階激勵與系統固有頻率存在多個潛在共振點。其中，系統耦合模態的第13階（651.1 Hz）在本次嘯叫范圍內，可確定為問題頻率。
3.問題零部件及改進方案
通過MASTA軟件仿真結果，對系統耦合模態第13階（651.1 Hz）進行分析。由圖8可知主要問題零部件為中間軸高速級大齒輪在傳動過程中動態響應能過大，占到系統動態響應能的40%以上。針對問題零部件分析，發現高速級大齒輪的齒輪腹板剛度不夠，變形量較大，導致齒輪嚙合出現偏載、殼體在輸出軸處動態響應過高，其仿真結果如圖9所示。
展開 圖4 嚙入嚙出和反嚙入嚙出對角修形示意圖
圖5 減速箱軸系總成模型
5 Masta軟件和Basic LTCA方法簡述
Masta軟件是集齒輪傳動系統設計分析、試驗仿真、齒輪加工刀具優化和工藝過程模擬為一體的設計-開發-制造系統仿真分析軟件。在齒輪修形方面，Masta對傳動系統進行變形分析得到模擬實際工況下的錯位，并根據計算得到的錯位對齒輪進行修形以確定初始修形量，結合修形后的傳遞誤差以及齒面接觸斑點對齒輪的微觀修形量進行不斷調整，最終確定一組最佳的修形參數。
Masta中齒輪微觀修形模塊中最為常用的Basic LTCA方法，是使用著名的簡單片狀模型，沿齒寬方向將接觸線分成多片，每片是由ISO6336給定的恒定的嚙合剛度，它代表了該片上的彎曲、接觸和本體旋轉剛度。該模型假設錯位量（由Masta系統變形計算得到）不變，并且考慮了齒輪微觀修形參數的影響，總嚙合剛度由ISO6336標準定義，考慮斜齒因素和嚙合齒數。輪齒被切分成細條，每個細條被賦予恒定的剛度，并等于總嚙合剛度除以細條的數目；這樣，嚙合剛度取決于載荷分布，而載荷分布也取決于錯位。嚙合節點被賦予一個初始剛度，執行一個系統變形步來確定錯位，嚙合錯位被用于確定細條上的載荷分布。根據載荷分布可以計算出一個新的嚙合剛度。
展開 利用格里森CAGE 軟件與齒輪動態分析MASTA 軟件的無縫對接，建立齒輪設計——傳動軸-后橋系統動態響應分析——振動噪聲及齒輪錯位量分析——齒輪修形改進的齒輪優化設計思路。
3 MASTA軟件分析
根據齒輪、軸承等部件的詳細參數，在MSATA軟件中建立仿真模型。對齒輪強度、軸承壽命二次分析，并通過齒輪強度、齒輪總重合度、齒輪效率及軸承功率損失等各項值對齒形參數進行調整，達到齒輪高強度、低噪音和較高傳動效率的要求。由于整車未能提供加載工況，按最大扭矩工況來分析。仿真模型，見圖4。
2 計算校核
根據所選的參數和設計方案，先用UG NX11.0建出同軸式電驅橋的完整數模，然后采用MASTA分析軟件，將電驅橋數模導入到MASTA中進網格劃分，建立了有限元模型，先進行齒輪和軸承的校核，再分析殼體的強度和剛度。
齒輪分析依據國際標準ISO 6336：2006進行齒輪強度校核，結果各級齒輪的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度，均小于許用應力要求。
軸承的校核在最大工況下滿足強度要求，但是在額定工況下，中間軸所用軸承不滿使用壽命需求，所以對中間軸的軸承進行選型加強，增加了軸承的外徑，重新計算后可達到了10萬公里以上的使用壽命。
減速器殼體采用常見的球墨鑄鐵材料QT500，經過分析，最大應力點在差速器軸承的支承位置如圖3所示，但在峰值扭矩下的最大應力為104.7MPa＜屈服強度320MPa，滿足強度要求。殼體的最大變形量位于半圓軸承蓋上，該處軸承孔位最大變形量為0.061mm，也滿足剛度的要求。
圖3 減速器殼體的有限元分析云圖
3 試驗測試
設計方案確定后制造出了電驅橋樣件（如圖4），對樣件進行了臺架疲勞試驗、強度試驗、性能試驗等，由于前期進行過詳細的CAE分析及相應改進，試驗結果與CAE分析結論十分接近。
圖4 同軸橋臺架試驗
為測試實際道路行駛情況，將同軸式電驅橋安裝到整車上，進行道路NVH測試。測試采用LMS采集系統，同時采集驅動輪的轉速、電驅橋的噪聲值和振動值等。為了能區分減速器各部位的噪聲水平，采用測量階次噪聲的方法，經計算一級齒輪副的嚙合階次為76，二級齒輪副的嚙合階次為322。經實際道路行駛測試，得出各工況下的76階次和322階次的噪音。與相同動力性能的偏軸式電驅橋測試結果對比，發現同軸橋減速器的齒輪階次噪聲平均優于后者2～3dB（A）。
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這些軸承載荷可以從 ROMAX 導出的 CSV 文件或 Masta 導出的 BDF 文件中導入。添加了對 3D 軸向電機的空間分解的支持，以及用于載荷和網格映射的新選項卡。此外，現在可以導出模態參與系數，以便在新的電驅動工作流程中使用。
3 MASTA軟件分析
根據齒輪、軸承等部件的詳細參數，在MSATA軟件中建立仿真模型。
) 研究生學歷，固體力學、機械設計、內燃機、車輛工程等專業
3) 2年以上有限元及動力學分析經驗，從事發動機行業者優先
4) 2年以上配氣機構，齒輪系統，液壓系統設計經驗，有意愿從事動力學仿真工作者優先
5) 英語讀寫能力強，并具有一定的聽說能力
6) 有使用GT-suite、AVL Excite、ANSYS、Masta
利用格里森CAGE 軟件與齒輪動態分析MASTA 軟件的無縫對接，建立齒輪設計——傳動軸-后橋系統動態響應分析——振動噪聲及齒輪錯位量分析——齒輪修形改進的齒輪優化設計思路。
以我司開發的一款電驅動橋產品A 為例，在前期設計階段，利用專業的傳動系統分析軟件MASTA 建立了包含齒輪、軸、軸承、殼體等主要零部件的分析模型（如圖3 所示），對齒輪參數進行設計和分析。
2 計算校核
根據所選的參數和設計方案，先用UG NX11.0建出同軸式電驅橋的完整數模，然后采用MASTA分析軟件，將電驅橋數模導入到MASTA中進網格劃分，建立了有限元模型，先進行齒輪和軸承的校核，再分析殼體的強度和剛度。
齒輪分析依據國際標準ISO 6336：2006進行齒輪強度校核，結果各級齒輪的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度，均小于許用應力要求。
2 計算校核
根據所選的參數和設計方案，先用UG NX11.0建出同軸式電驅橋的完整數模，然后采用MASTA分析軟件，將電驅橋數模導入到MASTA中進網格劃分，建立了有限元模型，先進行齒輪和軸承的校核，再分析殼體的強度和剛度。
齒輪分析依據國際標準ISO 6336：2006進行齒輪強度校核，結果各級齒輪的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度，均小于許用應力要求。
2.提高仿真分析能力，優化設計
利用MASTA軟件對電驅動傳動系統進行建模，將設計載荷譜輸入后，可對殼體應力、齒輪、軸承壽命和NVH等進行仿真分析。
2.MASTA軟件分析系統模型
在軟件中輸入齒輪副的宏觀參數及微觀修形后，通過MASTA軟件仿真，得到該電驅動總成高速級齒輪副在整車WOT工況下的傳遞誤差，如圖4所示。高速級齒輪副傳遞誤差的傅里葉變換結果如圖5所示。
3 MASTA軟件分析
根據齒輪、軸承等部件的詳細參數，在MSATA軟件中建立仿真模型。
