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新能源电驱NVH性能优化

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在现代工程领域,电磁场与结构振动噪声的耦合分析已成为一项关键的研究课题。随着技术的不断发展,电磁设备的性能要求越来越高,而噪声问题不仅影响设备的运行效率,还可能对周边环境和操作人员造成不利影响。因此,深入研究电磁场与结构振动噪声的耦合机制显得尤为重要。

首先,噪声源的分类是耦合分析的基础。噪声源可以大致分为内部噪声源和外部噪声源。内部噪声源主要来源于设备本身的电磁场分布、电流波动以及机械结构的振动;而外部噪声源则包括环境中的机械振动、电磁干扰以及其他外部因素。正确识别和分类这些噪声源,有助于我们更精准地定位问题的根源。

其次,噪声源的建模是实现精确分析的关键环节。通过建立数学模型,我们可以将复杂的物理现象转化为可计算的数学表达式。例如,对于电磁场引起的噪声,可以通过麦克斯韦方程组结合电磁场分布来建模;而对于结构振动引起的噪声,则可以通过有限元方法和模态分析来构建模型。这些模型能够帮助我们更好地理解噪声的传播路径和特性。

在建模完成后,定义输出的物理量是进行后续分析的重要步骤。这些物理量通常包括声压级、振动加速度、电磁场强度等。通过定义这些输出量,我们可以量化噪声的大小和分布,从而为后续的优化提供依据。

最后,仿真优化分析是改进性能的核心环节。借助先进的仿真软件和算法,我们可以对不同的设计方案进行虚拟测试,评估其在噪声控制和性能提升方面的表现。通过调整电磁场分布、优化结构设计或采用新材料,我们可以有效降低噪声水平,同时提高设备的运行效率和可靠性。这种基于仿真的优化方法不仅节省时间和成本,还能显著提升产品的竞争力。

综上所述,电磁场与结构振动噪声的耦合分析是一个系统性的工程问题,涵盖了噪声源的分类、建模、输出物理量的定义以及仿真优化等多个环节。通过这一系列的研究和分析,我们能够为电磁设备的噪声控制和性能提升提供科学的解决方案,推动相关技术的进一步发展。

   

噪声源的分类:



ANSYS 解决方案:



电磁力与振动分析的两种耦合流程:



电机的振动噪声分析与优化:



磁致伸缩效应:



考虑磁致伸缩效应的电磁力计算:



铁心磁致伸缩噪声分析:



基于object和基于element的电磁力-谐响应分析耦合(R19):



单转速到多转速声学建模:



等效辐射功率:



案例分析: Powertrain NVH Analysis:


Design lighter (Mass < 165 KG) and low noise (Minimize SPL at ~1.0m) motor powertrain assembly


Predict NVH Performance of electric motor gearbox assembly at 3000 RPM 


Reduce the noise level by optimize motor/gearbox housing designs


ANSYS 工作流程:



Maxwell 电磁场分析:



径向电磁力计算:



虚功 法和Maxwell张力法区别:


Maxwell中的力密度:


转子偏心模型:



偏心模型电磁力的参数化分析:



结构分析建模:



结构分析: 接触定义:



结构和谐响应仿真分析:



声场计算边界条件:



由电磁力引起的声场分析结果:



结果: SPLA vs Frequency:



组件模态分析和谐响应分析结果:



NVH优化:


电机NVH的精确分析需要多物理场协同仿真

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来源:汽车NVH云讲堂
Maxwell振动电磁力新能源声学电机Electric材料NVH控制ANSYS
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首次发布时间:2025-02-09
最近编辑:1月前
吕老师
硕士 28年汽车行业从业经验,深耕悬置...
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