基于阶次提取的车用电机振动快速计算方法

车用永磁同步电机运转时的工作转速范围较宽,分析电机全转速段的电磁振动的情况较为耗时和占用大量计算资源。本文采用多物理场耦合仿真计算少量转速工况的气隙磁密,通过阶次提取技术,将时域的瞬态电磁激励转换为角度域及频域的电磁激励。将稳态电磁激励施加到电机有限元模型定子齿面上,进行电机壳体表面法向振动响应求解,实现车用驱动电机全转速段壳体振动响应特征的快速计算,缩减了仿真时间和计算资源,仿真效率大大提升。     

驱动桥振动噪声的仿真与试验研究

为预测驱动桥的振动噪声,首先,建立了驱动桥总成的有限元模型,着重考虑双曲面齿轮副接触的设置和轴承的简化,仿真得到桥壳表面的振动;其次,建立了桥壳辐射噪声的边界元模型,利用仿真得到的桥壳振动数据来预测桥壳辐射噪声;最后,对驱动桥振动噪声进行台架试验。结果表明,仿真结果与试验数据基本一致:桥壳后盖的振动最大,其次是主减速器壳的小齿轮外轴承座位置;驱动桥的齿频和2阶齿频对振动噪声的贡献量相差不大。研究显示,基于驱动桥的有限元和边界元模型预测振动噪声是可行的。     

车用交流发电机噪声声学试验室设计

根据车用交流发电机噪声特性,介绍车用交流发电机噪声声学试验室半消声室指标选取依据和发电机驱动试验台的主体设计方案及验收思路。发电机噪声声学试验室的建立,为今后汽车发电机设计和噪声品质控制及优化提供了有效的验证手段,进一步加强了企业的自主研发能力,特别是解决发电机噪声问题的能力。     

风冷永磁同步电机噪声分析与优化

以额定功率为18 kW的风冷永磁同步电机为研究对象,建立二维电磁仿真模型,利用有限元软件计算其径向电磁力,通过快速傅里叶变换分析径向电磁力的谐波次数,分别对电机的定子和整机进行了模态测试,得到其各低阶模态固有频率,分析了电机振动和噪声产生的原因,提出了一种通过优化电机壳体结构降低电机噪声的方法,并对改进后的风冷永磁同步电机进行了热仿真分析和噪声试验验证,结果表明,改进后电机温升满足工作要求,噪声降低了约11 dB(A)。     

结构-电磁激励下某电驱总成噪声控制

针对某电动汽车电驱总成的噪声问题，依据电驱总成车内噪声产生机理，进行整车状态声振特性测试，运用不同工况组合下的频谱特征和阶次特征等分析方法，识别出该电驱总成噪声问题为结构共振和电磁激励所致。针对结构共振问题，考虑电驱总成结构耦合特性、电机材料复杂多样性和线圈绕组质量，建立电驱总成有限元分析模型，求解出电驱总成的模态和振动响应，并通过敲击法模态试验得到模态参数进而对有限元模型进行验证，在此基础上以模态应变能为依据对电驱总成结构的局部刚度进行优化，提升结构共振频率，降低共振风险。针对电磁激励问题，以电驱总成中的永磁同步电机为研究对象，建立电磁仿真分析模型，以影响磁通密度的转子槽口的槽形、槽宽、槽深和槽间角度4个因素建立正交试验设计表，通过极差值得到各因素对齿槽转矩和输出转矩的影响水平，最后以降低齿槽转矩、加工工艺简单和对输出转矩影响小为目标，运用16组具有代表性的电磁方案，完成256个参数组合的寻优，并对优化方案进行了数值仿真计算。研究结果表明：优化方案的改善效果较显著；研究可为电动汽车车内噪声改善提供试验技术支持，并为电驱总成的结构共振噪声和电磁噪声控制提供方法参考。     

LMS为卡特彼勒提供NVS技术支持

LMS公司为卡特彼勒公司提供用于噪声和振动研究的虚拟试验室和测试试验室。LMS开发的程序用于对新设计方案的振动舒适性和噪声性能进行优化．从最初的虚拟样机阶段到最终的样机论证阶段。利用LMS虚拟试验室,工程师可以分析有限元模型和测试模型之问的关系,从而提高有限元模型的精度。LMS虚拟试验室也可以用于建立复合仿真模型，包括部件和分支系统的有限元模型和测试导出模型。     

柴油机结构振动和辐射噪声特性研究

集多体动力学方法、有限元方法、声学边界元方法于一体,对某柴油机结构振动和结构辐射噪声特性系统地开展了数值预测和分析工作。通过模态试验数据修正了发动机各部件及组合结构有限元模型,确保了有限元模型的合理性。由计算所得发动机结构表面的振动速度值和试验值变化趋势一致,在部分频率段吻合较好。基于表面振动速度法通过Matlab编程获得了各部件的声功率级及其排序,能够有效地指导低噪声设计工作。通过有限元和边界元方法分别对不同激励工况下发动机结构振动响应和声学响应进行了预测,通过分析可知,在低频段范围内活塞激励和燃烧激励相对阀系激励对整机辐射噪声的影响大,高频段辐射噪声主要集中在1 700Hz左右频段,其中,阀系激励对该频段范围内辐射噪声的影响较大。     

制动低鸣噪声控制方法研究

进行制动噪声整车试验及利用台架噪声试验测量制动卡钳工作变形;建立盘式制动器摩擦耦合有限元模型,计算制动系统的复特征值,利用负阻尼比预测制动器产生噪声的趋势;对比制动噪声整车试验结果、台架噪声试验的制动卡钳振动工作变形以及非稳定模态振型,验证了有限元模型能较好地预测制动系统产生制动低鸣噪声的结论。指出,基于整车试验、台架试验和有限元仿真相结合的方法是解决制动低鸣噪声问题的途径。     

低振动低噪声发电机的设计

本文介绍了低振动低噪声发电机的设计,主要针对发电机的振动和噪声进行研究,根据振动和噪声源头进行电机的结构优化设计,改善发电机的振动和噪声特性。     

田口法在永磁同步电机优化设计中的应用

为了改善电动汽车用永磁同步驱动电机的振动噪声,以降低永磁同步电机的转矩波动和齿槽转矩为优化目标、增大单位磁钢宽度的平均转矩和直轴电感为约束条件,选取"V"型转子磁极结构中永磁体槽的位置、尺寸和磁钢宽度等参数作为优化设计变量,在仿真实验中采用田口法设计,选出最优的参数组合方案。仿真结果表明:田口法优化后的相关性能相比于原机方案得到了全面提升,仿真结果验证了田口法在车用永磁同步驱动电机电磁性能优化设计中的有效性和实用性。     

车用空压机结构辐射噪声数值分析及优化

为研发一款新型低噪声车用空压机,综合采用多种数值方法对其进行辐射噪声分析。采用刚柔耦合方法建立空压机的多体动力学仿真模型,得到其机体振动的三种激励力:缸压作用力、活塞侧推力和轴承径向力。采用有限单元法,将这三种力分别施加到机体上进行振动响应分析,其中在进行活塞对缸体测推力激励加载时提出用MATLAB编程,将运动过程分成12个周期,更准确的模拟工况,提高计算精度;采用边界元法,将获得机体振动响应值作为边界条件,对空压机本体辐射噪声进行预测;采用多目标优化方法对空压机本体结构进行优化,以降低结构辐射噪声。后期试验测试结果表明,所构建的空压机辐射噪声预测模型精度较高;针对975HZ的噪声峰值,优化方案可以使其声功率级降低9.3dB。     

发动机结构噪声的计算机仿真分析

以一台四缸发动机为例,应用计算机仿真技术分析了发动机的结构振动噪声。首先建立发动机总成有限元模型,通过模态分析,为发动机的结构修改提供依据。根据车用发动机的实际使用工况,在不同转速及爆发压力下对其进行动力学计算,得到发动机的表面振动速度级。通过改进发动机结构,使发动机的表面振动速度级降低了5.6dB(A)。     

基于Ansoft的中频发电机的仿真分析

为了对中频交流发电机的电磁方案设计提供一个直观可靠的模型,并对该模型电磁特性进行分析研究,基于Ansoft软件中的Maxwell 2D模块,介绍中频发电机仿真模型的建立的方法步骤,对电磁方案进行仿真计算,分析得到结果,验证电磁方案的可行性及指导前期电磁方案的调整,从而优化产品设计。     

汽车交流发电机噪声的分析与优化

降低汽车交流发电机的噪声尤为重要。从机械噪声、电磁噪声、空气噪声等3方面详细分析了汽车交流发电机噪声的形成,并介绍了一些改善交流发电机噪声的优化途径。     

车用永磁同步电机电磁噪声的分析与优化

为降低转子旋转产生的径向电磁力波作用在定子齿上引起永磁同步电机(PMSM)的电磁噪声,以额定功率为60 kW的车用永磁同步电机为研究对象,通过分析径向电磁力波的产生机理,利用Ansoft Maxwell建立二维电磁仿真模型,求出其径向电磁力波,再利用二维傅里叶变换将径向电磁力波进行时空二维分解,转子不斜极电机的测试结果表明,0阶电磁力波引起的振型与电机结构的0阶模态耦合产生共振。最后,提出转子分段斜极以削弱齿谐波,降低0阶电磁力波的改进方案,电磁仿真和试验结果表明,改进方案电磁噪声明显下降。     

汽车发动机机油泵的综合性能评价

为了提高车用发动机润滑系统中的机油泵的研究和设计水平,对机油泵的主要性能指标进行了讨论,分析了不同类型机油泵的特点和发展趋势。结合作者近期生产实践和试验研究中的一些工作,分析了车用发动机机油泵试验台的架构、功能及典型试验结果。以目前各国的文献成果为依据,综合研究了排量、容积效率、压力波动等性能指标的影响因素及相互联系。通过试验台的测试实例论证了机油泵振动和噪声的测试方法和分析手段。结果表明：定排量机油泵无法满足发动机节能减排的要求,必须进行变排量泵的研发;基于完全空化模型的数值模拟方法是分析机油泵空化现象的有效手段;机油泵的振动和噪声性能受到压力波动和机械啮合的双重影响,必须综合考虑。     

不同极槽配合对车用驱动电机的性能分析

为解决驱动电机功率问题,在同电压、同材料、同定子外径下,分析了不同极槽配合的设计方案。针对不同的极槽配合车用驱动电机,利用有限元仿真软件进行电磁性能分析。通过空载和负载仿真计算对齿槽转矩、反电动势谐波、转矩、损耗、效率等性能进行数据对比,分析不同极槽配合的优劣,为车用驱动电机开发设计者提供参考依据。     

某新能源卡车空调机组的模态及谐响应分析

利用HyperWorks大型商用仿真平台建立某新能源卡车空调机组有限元模型。首先对其进行了模态分析,得到机组的固有频率、阵型及云图,然后按照车用空调标准的振动试验要求对该机组进行了谐响应分析,通过分析考察机组受力情况,验证设计方案是否满足要求,并为空调机组设计提供了理论依据。     

U肋加劲板的声振特性研究

为分析U肋加劲板的声振特性,联合锤击试验和数值仿真方法从振动传递特性和声辐射性能2个方面进行研究。首先,以某钢箱梁为原型,设计制作一足尺U肋加劲板结构,通过锤击激励获得不同位置的振动和噪声响应。然后,以有限元计算得到的振动响应作为边界元仿真的边界条件,建立混合有限元-边界元模型预测U肋加劲板的振动声辐射,并将仿真结果与实测值进行对比。最后,通过数值仿真探讨U肋的声振贡献量,并分析结构设计参数（顶板厚度、U肋厚度和U肋间距）对顶板声功率级的影响规律。研究结果表明：相比混凝土结构,U肋加劲板的振动噪声更加明显,且频谱范围更宽,主要集中在几百至上千Hz;U肋正上方和U肋之间的顶板原点导纳差异不大;顶板原点导纳和U肋传递导纳的频谱特性相似,并在量值上具有可比性;混合有限元-边界元预测方法具有较高的精度,但计算效率不高;受到U肋自身的振动声辐射和声反射效应的影响,U肋加劲板正下方的噪声比侧方高出约10 dB（A）,声压级峰值频段为400~1 250 Hz;顶板厚度和U肋间距是决定顶板声辐射大小的决定性因素,算例中顶板厚度减小6 mm或U肋间距增大300 mm时,顶板声功率级分别增加5.4 dB（A）或9.4 dB（A）;U肋厚度在6~10 mm内变化时,顶板声功率级改变不大。     

考虑热变形的摩托车发动机活塞敲击模型研究

内燃机活塞拍击现象与燃烧引起的振动和噪声在时域、频域高度重合.为了研究活塞的拍击噪声,建立了摩托车发动机活塞敲击有限元模型,并在不点火状态下对建立的活塞拍击模型进行验证.由于发动机台架试验不易直接测量出活塞的拍击力,所以可通过测出缸体敲击方向一特定点的加速度与仿真分析,得到同一点的加速度对比来验证有限元.