卡車駕駛室研發過程中的異響現象仿真

作為世界領先的制造商，Scania CV AB致力于為重型運輸應用領域制造 卡車和巴士，同時還生產工業發動機和船用發動機。該公司的業務構成中，金 融與服務業的產品和服務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輸解決方案并實現最大化的正常運行時間。

Scania 擁有 32,800 名員工，業務遍及約 100 個國家/地區。他們的研發活 動主要集中在瑞典，而生產中心則設在歐洲和南美地區，并擁有多個便于組件 和整車全球互換的基地。2012 年，Scania 已開具發票的銷售總額為 796 億瑞 典克朗，凈收入為 83 億瑞典克朗。

Jan Söderlund 是儀表板開發部的主管，他選擇了 LeanNova Engineering AB 和 Altair ProductDesign 作為合作伙伴，協助進行 Scania 卡車駕駛室的開 發工作。這支聯合團隊的任務是協助進行虛擬開發工作，確保與供應商的計算 機輔助工程 (CAE) 團隊保持聯絡，最后還要為測試環節提供支持。

本文引用地址：http://www.104case.com/article/201612/332289.htm挑戰

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

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

Scania 的駕駛室開發部從未進行過此類仿真。團隊人員不得不依賴于公差 計算和選材來降低異響風險。當最初原型生成之后，設計人員會對其進行迭代， 對最終設計進行修復和糾正，以此解決噪聲問題。

為縮短開發周期并減少迭代更改，一種理想的解決方案應運而生，這種方 案能夠在駕駛室開發周期的早期階段實施由仿真技術支持的設計。

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，但虛擬工程設計融合了多種優點。設計人員可在設計早期階段
進行仿真，從而提高初次設計的通過率，并減少需要進行物理測試的情況。除此之外，仿真還可以顯著縮短開發周期，
使工程師可以憑借有限的資源及時進行更多分析工作。

Altair ProductDesign 的行業專家 Ismail Benhayoun 演示了異響仿真方法，該方法被認定為是一個具有重要價值
的工具，可以有效支持 Scania 的分析人員進行的公差計算。Ismail Benhayoun 在該項目中負責對駕駛室內部的異響噪聲風險進行仿真分析。

在 16 個月的時間里，整個團隊在 Scania 現場完成了兩個完整的設計循環和多項設計研究。

第一步研究的是現有駕駛室中塑料部件的模態相關性，目的是改進材料數據庫，便于以后進行仿真。第二步是為 各類駕駛室建立一個完整的車輛模型，并基于道路試驗測量數據施加載荷，從而計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) 來進行，這縮短了工程師用于分析異響現象的耗時， 從而可以省下時間進行更多仿真試驗。

結論
團隊使用了很多計算循環和連續計算迭代方法，旨在改善各系統性能并隨后研究不同系統間的各個接觸面。 SNRD 的輸出數據為設計人員提供了寶貴的信息，幫助他們為部件找到更適合的附件和邊界條件。除此之外，公差分析人員在進行靜態公差計算時還可以將 SNRD 計算的動態公差考慮在內，從而提高了計算準確性。(end)