如何使用Simpack對電動汽車減速器仿真分析

本文介紹一篇碩士論文，作者使用Simpack和其它軟件對電動汽車減速器仿真分析，預(yù)測其噪聲，并提出優(yōu)化方案。

隨著汽車電動化進程的不斷推進，純電動汽車的市場將逐步被開拓，這也意味著消費者對于電動汽車的各項性能的關(guān)注度將持續(xù)增長，法規(guī)也將日趨嚴(yán)格。

減速器作為電動汽車傳動系統(tǒng)的核心部件，其性能不僅 影響到電動汽車的 動力性、經(jīng)濟性，還影響著其NVH性能。減速器的振動噪聲水平對整車 噪聲水平有著較為重要的貢獻，因此探究減速器本體的振動噪聲特性對于整車的NVH 性能 控制 有著重要的意義 。

本文以某電動汽車減速器為研究對象，重點利用邊界元方法研究殼體輻射 噪聲預(yù)測問題，分析其振動噪聲特性并通過結(jié)構(gòu)阻尼減振技術(shù)應(yīng)用約束阻尼處理降低其振動噪聲水平。

①借助 Simpack 軟件建立了包含有剛體的二級齒輪傳動和柔性的傳動軸、差速器殼體以及減速器殼體的剛?cè)?a href="http://www.ttokpm.com/tags/耦合/" target="_blank">耦合多體動力學(xué)模型并在最大扭矩穩(wěn)態(tài) 工況下，求解了軸承支反力，為后續(xù)工作提供了激勵條件。

②建立了減速器殼體的有限元模型，進行了自由模態(tài)分析和約束模態(tài)分析，得到了兩種邊界條件下的模態(tài)頻率和振型；進行了模態(tài)預(yù)實驗分析，確定了模態(tài)實驗分析中測點的位置及數(shù)目，為后續(xù)實驗提供指導(dǎo)；進行了自由模態(tài)實驗分析并驗證了實驗 的正確性； 通過實驗?zāi)B(tài)和計算模態(tài)的對比，驗證了有限元模型的有效性。

③求解了軸承力激勵條件下的殼體表面振動響應(yīng) ；在此基礎(chǔ)上，建立了 殼體邊界元模型和聲場模型運用模態(tài)聲學(xué)傳遞向量（Modal Acoustic Transfer Vector,MATV）法計算了殼體的輻射噪聲，分析了殼體輻射噪聲的聲壓云圖、聲功 率級和場點聲壓級 等聲學(xué)結(jié)果；通過面板貢獻量分析 確定了聲能量的主要貢獻區(qū)域，并確定了需要優(yōu)化的頻率，為后續(xù)優(yōu)化改進提供了依據(jù) 。

④確定了僅局部加筋以及局部加筋和結(jié)構(gòu)阻尼減振技術(shù)相結(jié)合的兩種方案，并選擇了 丁基橡膠 粘彈性材料作為阻尼減振材料；之后，對箱體分別 進行 了局部加筋處理和 局部約束阻尼處理 利用模態(tài)阻尼識別技術(shù)得到了方案 2 的模態(tài)阻尼比；最后，對比分析了原始狀態(tài)和兩種優(yōu)化方案在模態(tài) 頻率及振型 、振動響應(yīng)和聲學(xué)響應(yīng)之間的差異得出的結(jié)論是方案 2 在減振降噪上有更加顯著的效果，其RMS 聲功率級下降 2.32dB(A) ，三個場點的 RMS 聲壓級分別下降了 2.72dB（A） 、2.19dB（A） 和 1.92dB （A）。
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