基于ANSYS的电机NVH设计及仿真技术

NVH设计挑战与重难点解析

噪声、振动与声振粗糙度（NVH）问题历来是国内外汽车行业的重大研发课题，它不仅影响着汽车整体性能，更是衡量整车设计质量的关键因素之一。统计数据显示，近1/3的汽车设计故障与NVH相关联，设计过程中近20%的研发费用都投入于解决NVH问题。这意味着NVH设计不仅是技术上的挑战，更是经济投入的关键领域。

系统集成与多物理分析

应用ANSYS多物理场解决方案，为电机的NVH问题提供了一站式解决方案。此方案包含了ANSYS Maxwell的电磁力分析、ANSYS Motion的多体动力结构分析和ANSYS Mechanical/VRxperience Sound的声学分析。通过这种集成式仿真，可以从系统层面解决包含电磁、机械、声学等多领域的复杂交互问题，为电机设计带来更加直观和准确的性能预测。

Maxwell电磁激励技术




Maxwell软件为电机设计者提供了一种高效计算电磁激励力的方法。通过对电机模型进行电磁分析，Maxwell可以精确计算出在不同转速下的电磁力参数，并以UNV文件格式输出。此文件格式允许无缝导入至ANSYS Motion系统，以进行基于电磁激励力的复杂瞬态动力学仿真。不同转速下的UNV文件需要被正确命名，避免重复计算覆盖原有文件。

电机动力总成建模与仿真

通过ANSYS Motion，电机动力总成模型被构建及动态运行与测试。电机与齿轮箱连通，考虑电机对齿轮和螺旋传动的驱动作用及其产生的反扭矩。建模细分包括齿轮箱与电机的耦合、部件刚度分析、轴承特性的模拟以及电机自身与系统间的交互。支持2D与3D建模，同时基于有限元分析，抽取关键部件（如齿轮）的力学特性，如齿刚度及组件间的相互影响。

NVH高级仿真与分析

通过ANSYS NVH仿真技术和方法的支持，建模与仿真过程可以加速并提高精度。集成的电磁、振动与声学仿真模块，支持跨学科优化，实现数据在多模型间的无缝传递。基于降级模型和计算资源的有效利用，实现基于机器学习的快速优化。在仿真分析中，关键参数如分析结果、模式等被高效提取和展示，包括动力学行为、声压变化等。

VRX Sound：声音体验与优化

VRX Sound作为后处理工具，为电机NVH问题的解决提供了音效视障的能力，通过模拟与再现模拟器或车内3D声音环境，及其与大容量司空变换的力量及波动之间的关系，丰富了NVH设计与评估的维度。Maxwell与Motion结合的电磁力激励作用到动力分析后，通过VRX Sound还原实际声音体验，为设计者提供了直观的听感反馈，从供给侧优化NVH表现。