Artykuł techniczny

Prognozowanie parametrów NVH na wczesnym etapie projektowania z pomocą wirtualnego prototypowania

Analiza ścieżki przejścia w oparciu o komponenty (TPA) to metoda wirtualnego prototypowania, która pozwala na scharakteryzowanie źródeł hałasu niezależnie od struktury odbiornika. Pozwala na prognozę parametrów NVH systemu jeszcze przed stworzeniem pierwszego prototypu.

W pojazdach hybrydowych i elektrycznych hałas z układu napędowego jest mniej dominujący. Przez to bardziej zauważalne stają się dźwięki pochodzące z innych układów. W odróżnieniu od tradycyjnego podejścia TPA, analiza ścieżki przejścia w oparciu o komponenty to metoda identyfikacji źródła hałasu, która zwraca szczególną uwagę na poszczególne elementy, a nie ostateczny produkt.

W artykule technicznym przeanalizowano, jak wykryć potencjalne problemy z parametrami NVH komponentów i zoptymalizować projekt systemu na wczesnym etapie rozwoju.

Wykorzystaj metody TPA oparte na komponentach, aby poprawić parametry NVH

Przy rozwoju skomplikowanych produktów, w których skład wchodzi wiele złożeń, problemy z hałasem i drganiami mogą pojawić się na późnym etapie prac. Po integracji całego układu różne komponenty (mechaniczne, elektryczne itd.) wchodzą ze sobą w interakcje, przez co szczególnie trudno jest stwierdzić, który element powoduje kłopoty.

Innowacje w procesie, takie jak wirtualne prototypowanie, pozwalają na zbudowanie modeli pojazdów z istniejących podsystemów i komponentów oraz prognozowanie parametrów NVH na wcześniejszym etapie cyklu projektowania. Producenci mogą stosować analizę TPA w oparciu o komponenty jako technologię identyfikacji źródła hałasu z dwóch głównych powodów:

prognozowanie parametrów NVH na poziomie systemu na podstawie badań poszczególnych komponentów,
wyznaczanie realistycznych celów dotyczących komponentów.

Pobierz artykuł techniczny, aby zrozumieć, jak scharakteryzować komponent źródła niezależnie od struktury odbiornika z wykorzystaniem zblokowanych sił i prognozować jego zachowanie po sprzężeniu z różnymi odbiornikami.

Skorzystaj z wirtualnego prototypowania i stwórz własną bazę wiedzy na temat parametrów NVH

Rozwiązania do wirtualnego prototypowania Simcenter ułatwiają stworzenie bazy wiedzy, która maksymalizuje wykorzystanie dostępnych danych NVH. Taka baza będzie dostępna dla pracowników po stronie producenta OEM i w całym łańcuchu dostaw:

Dla ekspertów na potrzeby poradzenia sobie ze złożonością komponentów i podsystemów. Dane są syntezowane w taki sposób, że można je wykorzystać do różnych analiz parametrów NVH, jeszcze przed oceną fizycznego prototypu.
Dla analityków, którzy korzystają z danych eksperckich, aby przewidzieć parametry NVH wirtualnych złożeń pojazdu oraz różnych alternatyw na etapie rozwoju.

Aspekty NVH są ważne we wszystkich dziedzinach

O odpowiednią jakość w zakresie NVH dbają producenci z wielu różnych branż. Producenci, którzy pracują z różnymi konfiguracjami oraz skomplikowanymi produktami, w których skład wchodzą liczne podzłożenia (np. samochody, ciężarówki, koparki, helikoptery, samoloty, satelity, urządzenia AGD) mogą skorzystać z zalet tej metody identyfikacji źródeł hałasu.

W tym artykule zilustrowano poszczególne etapy procesu analizy TPA w oparciu o komponenty na przykładzie silnika elektrycznego do wycieraczek. Najpierw silnik elektryczny scharakteryzowano niezależnie przy użyciu różnych technik (np. sił zblokowanych i prędkości swobodnych). Na drugim etapie przeprowadzono prognozy dla złożenia z wykorzystaniem technik podstrukturyzacji, które mogą pomóc w przyspieszeniu decyzji inżynierskich.

W branży motoryzacyjnej testy na końcu linii wykorzystują pomiary wibroakustyczne, aby dokładnie zidentyfikować parametry każdego komponentu produktu i określić, czy występują w nim defekty. Przeczytaj artykuł techniczny i dowiedz się, jak wdrożyć oparty na parametrach NVH system inspekcji jakości oraz systematycznie poprawiać ogólną jakość produktu i procesu wytwarzania.

What is component-based TPA?

Transfer path analysis (TPA) is a methodology for mathematically evaluating noise contributions from the source to the receiver. In contrast, component-based TPA is a virtual prototyping methodology to characterize noise source components independently from the receiver structure. Unlike traditional TPA, component-based TPA is a noise source identification methodology that pays particular attention to components rather than the assembled product. Automotive manufacturers can apply component-based TPA as noise source identification technology to predict vehicle system-level NVH performance based on individual component testing and set realistic component targets. Component-based TPA aims to identify the independent source loads from test rig data and combine them with a receiving structure to predict NVH performance in a virtually assembled configuration.

Accurately predict NVH performance before the first vehicle prototype is built

As a result of electrification, the automotive industry faces more complex products and an increasing number of vehicle models due to the variety of powertrain options. When developing complex products involving many assemblies, NVH issues are unfortunately often only discovered late in the design process. Different components interact once integrated into the full system, making it difficult to pinpoint which part is causing poor NVH performance. This concept of virtual prototyping using component-based TPA enables a quick assessment of many design variants and permanent proactive control of the NVH performance. It allows early detection of potential NVH issues and system optimization before building the first physical prototype, where the impact and cost of making modifications are still limited.

Demonstrating the component-based TPA process with an e-motor application case

Component-based TPA explicitly uses the concept of blocked forces to characterize active components independently of their integrated system application to allow active and passive components to assemble and analyze the noise contributions from active components in the whole system. This white paper uses an e-motor application case to illustrate the different steps of the component-based TPA process. In the first step, the e-motor is characterized independently according to ISO 20270: indirect measurement of blocked forces and ISO 9611: measurement of free velocities. Next, assembly predictions are made using substructuring techniques that can help accelerate engineering decisions. Finally, the target response is predicted to assess the performance of the engine component in the new assembly using blocked forces, free velocities, and ISO 21955.