Mühendislerin ve hokkabazların ortak noktalarının ne olduğunu biliyor musunuz? Görünüşte çok farklı disiplinler gibi görünüyorlar. Ancak, biraz daha derine inerseniz, tıpkı bir hokkabazın aynı anda birden fazla nesneyi havada tutması gerektiği gibi, mühendislerin de karmaşık bir tasarım alanında gezinirken birbiriyle bağlantılı ancak birbiriyle çelişen birden fazla hedefi dengede tutması gerektiğini göreceksiniz.
Araç geliştirme dünyasında bu hassas dengeleme eylemi, performans, verimlilik ve performans gibi tasarım hedeflerini aynı anda karşılayan en uygun tasarım değişkenlerini bulmak için gerçekleştirilir. NVH (gürültü, titreşim ve sertlik). Ancak yararlanılabilecek 'bedava öğle yemeği' olmadığından, bu pratikte zor bir iştir. Bir tasarım hedefini iyileştiren herhangi bir değişiklik, en az bir diğerini kötüleştirme eğilimindedir.
Böyle bir tasarım değişkeninin klasik bir örneği ağırlığın azaltılmasıdır. Mühendisler, genel olarak daha hafif bir araç için belirli bileşenlerin ağırlığını (yapısal sağlamlığı korurken) stratejik olarak azaltabilirler. Bu genellikle daha iyi performans ve verimlilikle sonuçlanır çünkü aracın hızlanması gereken kütle daha az olacak ve yuvarlanma direnci daha düşük olacaktır. Ancak diğer taraftan daha hafif bileşenler daha az gürültü ve titreşim enerjisini emer ve bu da genel olarak daha kötü NVH performansına yol açar.
Bu ikilem günümüzün elektrikli araç geliştirme sürecinin merkezinde yer alıyor. Bir yandan müşteriler, belirli bir akü kapasitesi için mevcut maksimum menzili belirlediği için verimli bir araç istiyor. Öte yandan, gürültülü yanmalı güç aktarma organlarının yokluğunda küçük gıcırtılar ve sızlanmalar bile duyulabildiğinden, müşteriler NVH performansı konusunda her zamankinden daha eleştirel.
Peki mühendisler tüm müşteri gereksinimlerini karşılayan en uygun dengeyi nasıl bulabilirler? Simcenter Testlab'de iki ileri teknolojiyi birleştiren benzersiz bir iş akışını kullanarak bu soruyu inceleyelim: Sanal Prototip Düzeneği ve NVH Simülatörü.
Bir NVH mühendisinin tasarım hedefleriyle hokkabazlık yapmasına yönelik rehber
İlk adım, bileşen düzeyindeki verileri kullanarak araç düzeyinde NVH performansını tahmin etmeye yönelik bir süreci uygulamaktır. Böyle bir süreç uygulandığında, beklenen NVH performansının herhangi bir tasarım değişkeni değişikliğine duyarlılığını kolaylıkla izleyebiliriz.
Bu süreç denir Sanal Prototip Düzeneği (VPA) Simcenter Testlab'da. Temel olarak, aracın her bileşeni, bileşenin türüne bağlı olarak farklı veriler (örneğin, bağlantı FRF'leri, değişmez yük spektrumları, dinamik sertlik,…) içeren bağımsız frekans alanı modelleri kullanılarak temsil edilebilir. Bu bileşen modelleri daha sonra kullanılarak matematiksel olarak birleştirilir. Frekans Tabanlı Altyapı (FBS)Bu, sanal montajın NVH performansının tahmin edilmesine olanak tanır. En önemlisi, herhangi bir bileşen, geliştirme olgunluğuna bağlı olarak CAE veya test tabanlı veriler kullanılarak temsil edilebilir.
İkinci adım, zaman alanında tahmin edilen frekans alanlı araç NVH performansını sentezleyerek sonuçları subjektif insan algısıyla ilişkilendirmektir. Bu, anlamlı tasarım değişikliklerinin etkisinin doğrudan değerlendirilmesine (farkın duyulması veya hissedilmesi yoluyla) veya ses kalitesi ölçümleri gibi zaman alanı işleme yöntemleri kullanılarak ölçülmesine olanak tanır.
Simcenter Test Laboratuvarı NVH Simülatörü zaman alanındaki araç NVH performansına frekans alanı katkılarını sentezlemeye yönelik bir çalışma kitabıdır. Temel olarak her bir katkı (güç aktarma organları, rüzgar, yol gürültüsü,…), ilgili tüm çalışma koşullarını kapsayan bir frekans alanı NVH modeliyle temsil edilir. Bu NVH modelleri ya aşağıdan yukarıya (örneğin, VPA kullanılarak tahmin) ya da yukarıdan aşağıya (örneğin, tam araç ayrıştırması) teknikler. Daha sonra birden fazla NVH modelinin bir araç topolojisinde birleştirilmesiyle gerçekçi bir tam araç NVH ortamı oluşturulur. Son olarak, her NVH modeli, doğrudan önceden tanımlanmış bir sürücü profilinden veya gerçek sürücü girdilerine bağlı gerçek zamanlı bir performans modeli kullanılarak simüle edilerek aracın çalışma durumu izlenerek gerçek zamanlı olarak sentezlenir.
Merhaba eski dost
Bu iş akışının pratikte nasıl uygulanabileceğini görmek için ağırlık azaltma örneğimizi tekrar gözden geçirelim. Yapı kaynaklı yol gürültüsünü optimize etme özel hedefiyle mevcut bir platform üzerinde yeni bir araç çeşidi geliştirdiğimizi hayal edin. Bu varyantın ağırlık azaltma hassasiyetini incelemek için gövde boşluğu, alt şasi ve süspansiyon modellerinin CAE tabanlı olduğu, dikme montajlı modelin ise tedarikçi tarafından sağlanan dinamik sertliği kullandığı ve lastiklerin fiziksel bir lastik üzerinde karakterize edildiği bir VPA modeli oluşturduk. pürüzlü bir yüzey profili kullanarak test tezgahı.
Bu VPA modelinin ham çıktısı, lastik test tezgahında karakterize edilen tüm hızlar için tahmin edilen yapı kaynaklı yol gürültüsü olacaktır. Bu tahminleri bir NVH modeliyle eşleştirdikten sonra, herhangi bir rastgele hız profilini kullanarak yapı kaynaklı yol gürültüsünü sentezlemek için NVH Simülatörünü kullanabiliriz. Aşağıdaki sonuçlar, 70 km/saatten 0 km/saat hıza sentetik yavaşlama kullanılarak elde edilmiştir.
