11月18日至22日，西門子工業軟件兩年一度的converge大會如期在拉斯維加斯舉行。會議集中了西門子工業軟件在各學科、各行業領域頂尖專家。大家匯聚一堂，互通有無，展示了西門子工業軟件全套技術解決方案。
 

Simcenter 3D作為一個3D多學科仿真平臺，匯聚了Nastran?、SDRC I-deas?、NX? CAE和LMS?等眾多成熟CAE工具的技術。為3DCAE提供統一、可擴展、開放且可伸縮的環境，而且連接到設計、1D仿真、測試和數據管理。Simcenter 3D可以作為獨立仿真環境使用，也可與NX計算機輔助設計(CAD)軟件集成部署。下面分享一個Simcenter 3D在汽車變速箱NVH分析方面的案例。
 

該案例來自于韓國現代汽車，現代汽車作為世界知名的汽車研發、制造廠商，一直以強調產品質量聞名。在該案例中，韓國現代汽車采用了Simcenter 3D對其新能源車變速箱進行載荷預測以及NVH分析，并取得了良好的分析效果。
 

汽車噪聲中，發動機，輪胎和傳動系統是其主要來源。尤其是對于電動汽車，由于沒有傳統的燃油發動機背景噪聲的掩蓋，變速箱噪聲問題更為凸顯。因此如何分析變速箱NVH問題，變得尤為關鍵。
 

在韓國現代的案例中，西門子工業軟件工程咨詢團隊使用Simcenter 3D Transmission Builder對復雜齒輪變速箱進行參數化多體動力學建模，其建模流程如下，可以很大程度上節約用戶的建模時間成本以及降低復雜操作帶來的出錯幾率。

圖1 基于Simcenter 3D Transmission Builder的變速箱多體動力學建模流程

如圖2所示，在Simcenter 3D環境中，由多體動力學瞬態計算的動態載荷可以無縫地用于下一步的聲學仿真。分析流程如圖7所示，覆蓋了從載荷源（齒輪嚙合力）—傳遞路徑（軸承和柔性殼體結構）—聲學響應計算。并且這個過程是無縫集成的，與這個分析過程中，任何設計參數變更的影響（比如：微觀修型參數的變更）可以直接體現在殼體的聲學響應上，從而優化設計和減輕NVH現象，如齒輪敲擊以及嘯叫現象。

圖2 Simcenter3D變速箱聲輻射分析流程

在Simcenter 3DTransmission Builder中，提供了多級復雜程度的齒輪嚙合模擬方法。在現代汽車的案例中，在不同的分析階段可以分別采用從簡單到復雜的齒輪接觸算法。從而得到如圖3所示齒輪變速箱精確載荷。

圖3 變速箱載荷計算

由Simcenter 3D Motion中計算得到變速箱精確載荷以后，無需進行載荷數據的導出，可以直接使用Simcenter 3D Acoustic模塊讀入motion的模型和結果文件，并在此基礎上做進一步的NVH分析，得到變速箱聲學響應結果，如圖4所示。

圖4 變速箱聲學計算

圖5 現代汽車高級工程師對Simcenter 3D的評價

      
整個項目完成以后，現代汽車工程師對Simcenter 3D給予了高度評價。最終韓國現代汽車選擇了西門子工業軟件，選擇了Simcenter3D作為其變速箱NVH分析的工具。Simcenter3D助力韓國現代新能源汽車進行變速箱NVH分析，其分析方法和流程對于各大主機及零部件供應商均有較大參考意義。