卡車駕駛室研發(fā)過程中的異響現(xiàn)象仿真

作為世界領(lǐng)先的制造商，Scania CV AB致力于為重型運(yùn)輸應(yīng)用領(lǐng)域制造 卡車和巴士，同時(shí)還生產(chǎn)工業(yè)發(fā)動機(jī)和船用發(fā)動機(jī)。該公司的業(yè)務(wù)構(gòu)成中，金 融與服務(wù)業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)所占的比重正逐漸增加，確保了Scania的客戶能夠享 受到具有成本效益的運(yùn)輸解決方案并實(shí)現(xiàn)最大化的正常運(yùn)行時(shí)間。

Scania 擁有 32,800 名員工，業(yè)務(wù)遍及約 100 個(gè)國家/地區(qū)。他們的研發(fā)活 動主要集中在瑞典，而生產(chǎn)中心則設(shè)在歐洲和南美地區(qū)，并擁有多個(gè)便于組件 和整車全球互換的基地。2012 年，Scania 已開具發(fā)票的銷售總額為 796 億瑞 典克朗，凈收入為 83 億瑞典克朗。

Jan Söderlund 是儀表板開發(fā)部的主管，他選擇了 LeanNova Engineering AB 和 Altair ProductDesign 作為合作伙伴，協(xié)助進(jìn)行 Scania 卡車駕駛室的開 發(fā)工作。這支聯(lián)合團(tuán)隊(duì)的任務(wù)是協(xié)助進(jìn)行虛擬開發(fā)工作，確保與供應(yīng)商的計(jì)算 機(jī)輔助工程 (CAE) 團(tuán)隊(duì)保持聯(lián)絡(luò)，最后還要為測試環(huán)節(jié)提供支持。

本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201612/332289.htm挑戰(zhàn)

裝配件的兩個(gè)部件由于特定的激勵(lì)載荷而發(fā)生相對運(yùn)動時(shí)，就可能發(fā)生嘎 吱聲和咯嗒聲這兩種異響現(xiàn)象。如果兩個(gè)部件起初相互分離，中間隔著一條預(yù) 先設(shè)定的間隙，那么二者發(fā)生接觸時(shí)便會發(fā)出咯嗒聲。另一方面，如果兩個(gè)部 件起初相互接觸，之后在二者的接觸面上發(fā)生足夠大的相對位移，便會發(fā)出嘎 吱聲。

一個(gè)典型的例子是在汽車行業(yè)，各廠商紛紛對這兩種現(xiàn)象展開研究，試圖 減小駕駛室噪聲，從而提高駕駛質(zhì)量，讓乘客能夠更舒適。

Scania 的駕駛室開發(fā)部從未進(jìn)行過此類仿真。團(tuán)隊(duì)人員不得不依賴于公差 計(jì)算和選材來降低異響風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)最初原型生成之后，設(shè)計(jì)人員會對其進(jìn)行迭代， 對最終設(shè)計(jì)進(jìn)行修復(fù)和糾正，以此解決噪聲問題。

為縮短開發(fā)周期并減少迭代更改，一種理想的解決方案應(yīng)運(yùn)而生，這種方 案能夠在駕駛室開發(fā)周期的早期階段實(shí)施由仿真技術(shù)支持的設(shè)計(jì)。

解決方案

測試和仿真這兩種方法都能夠用于分析異響噪聲，但虛擬工程設(shè)計(jì)融合了多種優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)人員可在設(shè)計(jì)早期階段
進(jìn)行仿真，從而提高初次設(shè)計(jì)的通過率，并減少需要進(jìn)行物理測試的情況。除此之外，仿真還可以顯著縮短開發(fā)周期，
使工程師可以憑借有限的資源及時(shí)進(jìn)行更多分析工作。

Altair ProductDesign 的行業(yè)專家 Ismail Benhayoun 演示了異響仿真方法，該方法被認(rèn)定為是一個(gè)具有重要價(jià)值
的工具，可以有效支持 Scania 的分析人員進(jìn)行的公差計(jì)算。Ismail Benhayoun 在該項(xiàng)目中負(fù)責(zé)對駕駛室內(nèi)部的異響噪聲風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行仿真分析。

在 16 個(gè)月的時(shí)間里，整個(gè)團(tuán)隊(duì)在 Scania 現(xiàn)場完成了兩個(gè)完整的設(shè)計(jì)循環(huán)和多項(xiàng)設(shè)計(jì)研究。

第一步研究的是現(xiàn)有駕駛室中塑料部件的模態(tài)相關(guān)性，目的是改進(jìn)材料數(shù)據(jù)庫，便于以后進(jìn)行仿真。第二步是為 各類駕駛室建立一個(gè)完整的車輛模型，并基于道路試驗(yàn)測量數(shù)據(jù)施加載荷，從而計(jì)算出既定接觸面上的相對位移。

所有這些工作都通過 Altair Squeak&Rattle Director (SNRD) 來進(jìn)行，這縮短了工程師用于分析異響現(xiàn)象的耗時(shí)， 從而可以省下時(shí)間進(jìn)行更多仿真試驗(yàn)。

結(jié)論
團(tuán)隊(duì)使用了很多計(jì)算循環(huán)和連續(xù)計(jì)算迭代方法，旨在改善各系統(tǒng)性能并隨后研究不同系統(tǒng)間的各個(gè)接觸面。 SNRD 的輸出數(shù)據(jù)為設(shè)計(jì)人員提供了寶貴的信息，幫助他們?yōu)椴考业礁m合的附件和邊界條件。除此之外，公差分析人員在進(jìn)行靜態(tài)公差計(jì)算時(shí)還可以將 SNRD 計(jì)算的動態(tài)公差考慮在內(nèi)，從而提高了計(jì)算準(zhǔn)確性。(end)