如何使用Simpack对电动汽车减速器仿真分析

本文介绍一篇硕士论文，作者使用Simpack和其它软件对电动汽车减速器仿真分析，预测其噪声，并提出优化方案。

随着汽车电动化进程的不断推进，纯电动汽车的市场将逐步被开拓，这也意味着消费者对于电动汽车的各项性能的关注度将持续增长，法规也将日趋严格。

减速器作为电动汽车传动系统的核心部件，其性能不仅 影响到电动汽车的 动力性、经济性，还影响着其NVH性能。减速器的振动噪声水平对整车 噪声水平有着较为重要的贡献，因此探究减速器本体的振动噪声特性对于整车的NVH 性能 控制 有着重要的意义 。

本文以某电动汽车减速器为研究对象，重点利用边界元方法研究壳体辐射 噪声预测问题，分析其振动噪声特性并通过结构阻尼减振技术应用约束阻尼处理降低其振动噪声水平。 

①借助 Simpack 软件建立了包含有刚体的二级齿轮传动和柔性的传动轴、差速器壳体以及减速器壳体的刚柔耦合多体动力学模型并在最大扭矩稳态 工况下，求解了轴承支反力，为后续工作提供了激励条件。

②建立了减速器壳体的有限元模型，进行了自由模态分析和约束模态分析，得到了两种边界条件下的模态频率和振型；进行了模态预实验分析，确定了模态实验分析中测点的位置及数目，为后续实验提供指导；进行了自由模态实验分析并验证了实验 的正确性； 通过实验模态和计算模态的对比，验证了有限元模型的有效性。

③求解了轴承力激励条件下的壳体表面振动响应 ；在此基础上，建立了 壳体边界元模型和声场模型运用模态声学传递向量（Modal Acoustic Transfer Vector,MATV）法计算了壳体的辐射噪声，分析了壳体辐射噪声的声压云图、声功 率级和场点声压级 等声学结果；通过面板贡献量分析 确定了声能量的主要贡献区域，并确定了需要优化的频率，为后续优化改进提供了依据 。

④确定了仅局部加筋以及局部加筋和结构阻尼减振技术相结合的两种方案，并选择了 丁基橡胶 粘弹性材料作为阻尼减振材料；之后，对箱体分别 进行 了局部加筋处理和 局部约束阻尼处理 利用模态阻尼识别技术得到了方案 2 的模态阻尼比；最后，对比分析了原始状态和两种优化方案在模态 频率及振型 、振动响应和声学响应之间的差异得出的结论是方案 2 在减振降噪上有更加显著的效果，其RMS 声功率级下降 2.32dB(A) ，三个场点的 RMS 声压级分别下降了 2.72dB（A） 、2.19dB（A） 和 1.92dB （A）。
编辑：hfy