一种电驱减速器噪声仿真精度提升方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电驱减速器噪声仿真精度提升方法及系统，属于车辆工程技术领域，其中，该方法包括：利用有限元软件，建立减速器详细的有限元模型，用于模态和响应计算；利用多体动力学软件，建立减速器多体动力学模型，用于计算齿轮激励和轴承刚度；在有限元模型基础上，加载齿轮激励并修正轴承刚度；最后建立减速器声学响应模型并进行声学计算。该方法的关键在于使用多体动力学模型计算结果中的齿轮激励和各项刚度值，去设定有限元模型中的激励和刚度值，提升减速器模型整体精度，从而得到较准确的噪声计算结果。较准确的噪声计算结果。较准确的噪声计算结果。

【技术实现步骤摘要】
一种电驱减速器噪声仿真精度提升方法及系统


[0001]本专利技术涉及车辆工程
，特别涉及一种电驱减速器噪声仿真精度提升方法及系统。

技术介绍

[0002]减速器啸叫噪声是电驱动系统的主要噪声问题之一。失去了发动机的掩蔽效应，以及纯电动车NVH性能要求的不断提升，减速器齿轮啸叫噪声的要求日益严苛；另外由于目前纯电动车常用的单挡两级减速器，常用转速和扭矩范围较宽，需要兼顾各工况下的减速器噪声表现。
[0003]因此，在减速器开发前期，对其啸叫噪声进行准确预测是很有必要的。然而现有的仿真分析方法在精度上难以满足产品项目开发需求，例如：相关技术某电动车减速器振动噪声分析与优化中，基于新能源减速器开发项目展开对减速器振动噪声的深入研究，主要完成了以下工作：建立减速器系统动力学模型，分析减速器的静态传动误差，计算得到轴承动态力；以轴承动态力为振动响应分析的激励，得到减速器壳体的振动响应，建立减速器壳体声学边界元模型，进行辐射噪声分析，得到噪声仿真结果；基于NVH试验台对减速器进行噪声试验用以验证振动噪声仿真模型的准确性，并基于辐射效率的研究提出了减速器壳体优化方案，但该方案并未考虑仿真模型精度提升的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种电驱减速器噪声仿真精度提升方法，该方法对减速器模型进行各个部件的精度提升。
[0006]本专利技术的第二个目的在于提出一种电驱减速器噪声仿真精度提升系统。
[0007]本专利技术的第三个目的在于提出一种计算机设备。
[0008]本专利技术的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
[0009]为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种电驱减速器噪声仿真精度提升方法，包括以下步骤：步骤S1，分别建立减速器的有限元模型和多体动力学模型；步骤S2，设定噪声仿真分析的实际工况；步骤S3，在所述多体动力学模型环境中，计算所述实际工况下的齿轮啮合激励、第一齿轮啮合刚度与第一轴承刚度；步骤S4，根据所述啮合刚度和所述轴承刚度修正设置所述有限元模型的第二齿轮啮合刚度和第二轴承刚度；步骤S5，设置减速器的法兰面为约束状态，计算频率设置为8000Hz以上，以进行修正后的减速器结构有限元模型的模态计算；步骤S6，在修正后的有限元模型中，加载所述齿轮啮合激励于齿轮啮合节点处；步骤S7，建立减速器的声学有限元模型，同时建立修正后的有限元模型的网格至所述声学有限元模型的网格内表面的激励映射关系；步骤S8，以减速器几何中心为场点中心，根据ISO标准或者测试测点位置设置所述声学有限元模型的声学场点网格，最终建立出减速器噪声仿真模型；步骤S9，采用声学有限元法计算所述减速器噪声仿真模型中齿轮激励
至声学场点的噪声响应。
[0010]本专利技术实施例的电驱减速器噪声仿真精度提升方法，利用有限元软件建立减速器详细的有限元模型，用于响应计算，利用多体动力学软件，建立减速器多体动力学模型，用于计算齿轮激励和轴承刚度；在有限元模型基础上，加载齿轮激励并修正轴承刚度；最后建立减速器声学响应模型并进行声学计算，从而提高了减速器模型各个部件的精度。
[0011]另外，根据本专利技术上述实施例的电驱减速器噪声仿真精度提升方法还可以具有以下附加的技术特征：
[0012]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述有限元模型包括减速器壳体、轴齿、轴承、差速器结构，所述多体动力学模型包括减速器轴齿、轴承详细结构、壳体刚度。
[0013]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S3中采用假设初始位移初算初始作用力，再结合齿轮与轴承的受力和变形曲线，经过多次迭代计算得到所述第一齿轮啮合刚度和所述第一轴承刚度。
[0014]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述声学有限元网格的内表面为减速器壳体外包络面，所述声学有限元网格的外表面由内表面整体向外扩充2层以上实体网格形成。
[0015]为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了电驱减速器噪声仿真精度提升系统，包括：构建模块，用于分别建立减速器的有限元模型和多体动力学模型；工况设定模块，用于设定噪声仿真分析的实际工况；刚度计算模块，用于在所述多体动力学模型环境中，计算所述实际工况下的齿轮啮合激励、第一齿轮啮合刚度与第一轴承刚度；修正模块，用于根据所述啮合刚度和所述轴承刚度修正设置所述有限元模型的第二齿轮啮合刚度和第二轴承刚度；模态计算模块，用于设置减速器的法兰面为约束状态，计算频率设置为8000Hz 以上，以进行修正后的有限元模型的模态计算；加载激励模块，用于在修正后的有限元模型中，加载所述齿轮啮合激励于齿轮啮合节点处；激励映射模块，用于建立减速器的声学有限元模型，同时建立修正后的减速器结构有限元模型的网格至所述声学有限元模型的网格内表面的激励映射关系；噪声相应响应点设置模块，用于以减速器几何中心为场点中心，根据ISO标准或者测试测点位置设置所述声学有限元模型的声学场点网格，最终建立出减速器噪声仿真模型；噪声响应求解模块，用于采用声学有限元法计算所述减速器噪声仿真模型中齿轮激励至声学场点的噪声响应。
[0016]本专利技术实施例的电驱减速器噪声仿真精度提升系统，利用有限元软件建立减速器详细的有限元模型，用于响应计算，利用多体动力学软件，建立减速器多体动力学模型，用于计算齿轮激励和轴承刚度；在有限元模型基础上，加载齿轮激励并修正轴承刚度；最后建立减速器声学响应模型并进行声学计算，从而提高了减速器模型各个部件的精度。
[0017]另外，根据本专利技术上述实施例的电驱减速器噪声仿真精度提升系统还可以具有以下附加的技术特征：
[0018]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述有限元模型包括减速器壳体、轴齿、轴承、差速器结构，所述多体动力学模型包括减速器轴齿、轴承详细结构、壳体刚度。
[0019]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述刚度计算模块中采用假设初始位移初算初始作用力，再结合齿轮与轴承的受力和变形曲线，经过多次迭代计算得到所述第一齿轮啮合刚度和所述第一轴承刚度。
[0020]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述声学有限元网格的内表面为减速器壳
体外包络面，所述声学有限元网格的外表面由内表面整体向外扩充2层以上实体网格形成。
[0021]为达到上述目的，本专利技术第三方面实施例提出了计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述实施例所述的电驱减速器噪声仿真精度提升方法。
[0022]为达到上述目的，本专利技术第四方面实施例提出了非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的电驱减速器噪声仿真精度提升方法。
[0023]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电驱减速器噪声仿真精度提升方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，分别建立减速器的有限元模型和多体动力学模型；步骤S2，设定噪声仿真分析的实际工况；步骤S3，在所述多体动力学模型环境中，计算所述实际工况下的齿轮啮合激励、第一齿轮啮合刚度与第一轴承刚度；步骤S4，根据所述啮合刚度和所述轴承刚度修正设置所述有限元模型的第二齿轮啮合刚度和第二轴承刚度；步骤S5，设置减速器的法兰面为约束状态，计算频率设置为8000Hz以上，以进行修正后的有限元模型的模态计算；步骤S6，在修正后的有限元模型中，加载所述齿轮啮合激励于齿轮啮合节点处；步骤S7，建立减速器的声学有限元模型，同时建立修正后的有限元模型的网格至所述声学有限元模型的网格内表面的激励映射关系；步骤S8，以减速器几何中心为场点中心，根据ISO标准或者测试测点位置设置所述声学有限元模型的声学场点网格，最终建立出减速器噪声仿真模型；步骤S9，采用声学有限元法计算所述减速器噪声仿真模型中齿轮激励至声学场点的噪声响应。2.根据权利要求1所述的电驱减速器噪声仿真精度提升方法，其特征在于，所述有限元模型包括减速器壳体、轴齿、轴承、差速器结构，所述多体动力学模型包括减速器轴齿、轴承详细结构、壳体刚度。3.根据权利要求1所述的电驱减速器噪声仿真精度提升方法，其特征在于，所述步骤S3中采用假设初始位移初算初始作用力，再结合齿轮与轴承的受力和变形曲线，经过多次迭代计算得到所述第一齿轮啮合刚度和所述第一轴承刚度。4.根据权利要求1所述的电驱减速器噪声仿真精度提升方法，其特征在于，所述声学有限元网格的内表面为减速器壳体外包络面，所述声学有限元网格的外表面由内表面整体向外扩充2层以上实体网格形成。5.一种电驱减速器噪声仿真精度提升系统，其特征在于，包括：构建模块，用于分别建立减速器的有限元模型和多体动力学模型；工况设定模块，用于设定噪声仿真分析的实际工况；刚度计算模块，用于在所述多体动力学模型环境中，计算所述实际工况下的齿轮啮合激励、第一齿轮啮合刚度与...

【专利技术属性】
技术研发人员：史同杰，岳贵平，牛文博，何洪源，蔡辉，袁帅，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：