AVL-EDU系统NVH评估与寿命退化

除了运行时的临界频率外，NVH模拟对于识别不同操作点的UUT行为在动力学方面以及由此产生的振动变得越来越重要。与实际测量的良好相关性允许基于仿真中确定的根本原因有效地优化动态响应。EDU（电气驱动单元）的相关性，包括其内部部件，如行星齿轮组，轴承，轴和外壳，作为代表连接刚度和阻尼以及运动学连接的压缩部件和/或接头。此外，在时域中应用电动机激励以考虑动态定子力和扭矩纹波激励。EDU发展的另一个重要方面是终身NVH退化。NVH退化是耐久性测试前后NVH性能的差异。AVL开发了预测齿轮磨损，轴承磨损和接触磨损效应及其对系统NVH水平的影响的方法。

E轴的精确动态模拟必须将所有主要部件视为全柔性体，例如：轴，齿轮，行星载体，外壳，支架和衬套以及所有与测试床相关的柔性体。来自机械触点的激励在动态模拟中解决（未预先计算）：3D齿轮触点，包括反冲阻尼，滚动轴承。

考虑转子偏移和动态效应的电动机定子的电磁激励。

拥有可靠的全系统EDU动态模型用于NVH预测是所有进一步优化的关键。因此，AVL专注于实现这一目标的模拟方法。

定子的建模及其到外壳的传递路径以及衬套和支架的冷却阻尼和刚度特性的考虑起着重要作用。模态阻尼测量和动态刚度相关有助于微调模型。下面显示了48阶模拟，重点关注呼吸模式激励。

行星齿轮具有许多优点，如同轴轴，高传动比，网孔力的自补偿，轴的自配特性和优越的功率比体积比。因此，它们广泛用于汽车工业中的变速器和电子车轴。

由于几何装配约束，各个齿轮网格可能不位于相同的网格位置。以不同的网格位置运行会导致各个网格的传输误差(TE)的移位（=“相位”）。

有三种不同的相位类型可用，它显着影响PGS的噪声和振动特性。

根据相位类型，不同的网格顺序成为主导。同相(IP)行星齿轮组具有网格顺序作为主导激励。对于顺序相控(SP)齿轮，网格频率几乎消失，而该频率的边带变得占主导地位。之所以发生这种情况，是因为SP具有最高的剩余径向力（导致低频载体订单），但只有较小的PGS网格订单。出现哪个边带取决于网格相位方向和载波旋转方向之间的关系。

良好相关性的另一个重要方面是行星轴承连接到载体的建模。适当考虑轴承微观几何形状会影响行星的倾斜行为，从而影响接触模式和传输误差。

一个众所周知的现象是终身NVH退化。由于齿轮和轴承的特定磨损效应，接触和刚度条件发生变化，并且齿轮箱激励受到影响。另一个重要的影响是系统中的预加载损失和刚度变化。

下图显示了耐久性测试期间测量的齿轮箱系统振动谱在使用寿命内的变化。我们自己开发的算法是识别系统中的振动能量变化，并将其链接到代表健康状态的条件值。基于学习阶段，工具算法记录初始条件并将其用作基线。相对信号变化由振动引起的损伤指数(VIDI)识别并将累积。累积的VIDI将用于预测E轴状态。

NVH退化的主要驱动因素是齿轮和轴承中的磨损。因此，AVL开发了一种“床垫齿接触分析”求解器，可以在考虑齿轮剥落和点蚀的情况下预测齿轮接触情况。可以绘制前后传输错误并可视化侧面接触变化。此外，可以考虑垫片磨损和轴承磨损来计算轴承预载荷损失。改变预加载或清除也会影响接触刚度。