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White Paper

Prevedere le prestazioni NVH del sistema durante la fase di progettazione utilizzando la prototipazione virtuale

L'analisi TPA (Transfer Path Analysis) basata su componenti è una metodologia di prototipazione virtuale che consente la caratterizzazione di un componente della sorgente di rumore indipendentemente dalla struttura del ricevitore. Questa metodologia consente di prevedere le prestazioni NVH del sistema ancora prima della costruzione del primo prototipo.

Nei veicoli ibridi ed elettrici, il rumore della trasmissione è meno evidente. Questo rende più evidenti i rumori dei sistemi ausiliari. Contrariamente all'analisi TPA tradizionale, l'analisi TPA basata su componenti identifica le sorgenti di rumore concentrandosi più sui singoli componenti che sul prodotto assemblato.

Il presente white paper spiega come rilevare potenziali problemi a livello di prestazioni NVH dei componenti e ottimizzare il progetto del sistema nelle fasi iniziali dello sviluppo.


Applicare l'analisi TPA basata su componenti per migliorare le prestazioni NVH del sistema

Quando si sviluppano prodotti complessi costituiti da molti assiemi, eventuali problemi di rumore e vibrazioni potrebbero venire alla luce tardi durante il processo di progettazione. Una volta integrati all'interno del sistema, i vari componenti (meccanici, elettrici, ecc.) tendono a interagire l'uno con l'altro, rendendo particolarmente difficile individuare il componente responsabile delle scarse prestazioni NVH.

Le innovazioni di processo quali la prototipazione virtuale consentono di costruire modelli di veicoli a partire da sottosistemi e componenti nuovi ed esistenti per prevedere il comportamento NVH nelle prime fasi del ciclo di progettazione. I produttori utilizzano l'analisi TPA basata su componenti per l'identificazione delle sorgenti di rumore per due motivi principali:

  1. Prevedere le prestazioni NVH a livello di sistema sulla base dei test effettuati sui singoli componenti
  2. Definire obiettivi realistici per i componenti

Scarica il white paper per scoprire in che modo caratterizzare i componenti di una sorgente di rumore indipendentemente dalla struttura del ricevitore tramite un set di forze bloccate e prevederne il comportamento quando sono associati a diversi ricevitori.

Approfitta dei vantaggi offerti dalla prototipazione virtuale e costruisci la tua knowledge base NVH

Le soluzioni di prototipazione virtuale di Simcenter supportano la costruzione di una knowledge base per ottimizzare l'uso dei dati NVH disponibili. Questa knowledge base è accessibile a chiunque lavori presso gli OEM e a tutti gli attori della supply chain:

  • Esperti: se ne servono per gestire la complessità dei componenti e dei sottosistemi. I dati sono sintetizzati in modo da poter essere utilizzati per eseguire tutta una serie di valutazioni delle prestazioni NVH prima della valutazione del prototipo fisico
  • Analisti: se ne servono per attingere ai dati degli esperti sui componenti e utilizzarli per la previsione delle prestazioni NVH degli assiemi di un veicolo virtuale e delle diverse alternative in qualsiasi fase dello sviluppo

L'importanza delle prestazioni NVH in tutti i campi di applicazione

La qualità delle prestazioni NVH rappresenta una preoccupazione per i produttori di tutti i settori. I produttori che hanno a che fare con diverse configurazioni o con prodotti complessi che coinvolgono molti sottoassiemi (come automobili, camion, escavatori, elicotteri, aerei, satelliti, elettrodomestici, ecc.) possono trarre vantaggio dall'applicazione di questo approccio basato sull'identificazione della sorgente di rumore.

In questo documento, le diverse fasi dell'analisi TPA basata su componenti sono illustrate su un motore elettrico per tergicristalli. Per prima cosa, le caratteristiche del motore elettrico sono state definite in modo indipendente utilizzando diverse tecniche (quali forza bloccata e velocità libere). Successivamente, sono state eseguite previsioni sui gruppi di componenti mediante l'utilizzo di tecniche di sottostrutturazione che contribuiscono ad accelerare le scelte progettuali.

Nel settore automobilistico, durante i test di fine linea vengono eseguite misurazioni del comportamento vibroacustico per identificare con precisione le proprietà di ciascuno dei componenti realizzati e determinare se il prodotto presenta dei difetti. Leggi questo white paper per sapere come implementare un sistema completo di verifica della qualità basato su NVH e migliorare in modo sistematico la qualità complessiva del prodotto e della produzione.

What is component-based TPA?

Transfer path analysis (TPA) is a methodology for mathematically evaluating noise contributions from the source to the receiver. In contrast, component-based TPA is a virtual prototyping methodology to characterize noise source components independently from the receiver structure. Unlike traditional TPA, component-based TPA is a noise source identification methodology that pays particular attention to components rather than the assembled product. Automotive manufacturers can apply component-based TPA as noise source identification technology to predict vehicle system-level NVH performance based on individual component testing and set realistic component targets. Component-based TPA aims to identify the independent source loads from test rig data and combine them with a receiving structure to predict NVH performance in a virtually assembled configuration.

Accurately predict NVH performance before the first vehicle prototype is built

As a result of electrification, the automotive industry faces more complex products and an increasing number of vehicle models due to the variety of powertrain options. When developing complex products involving many assemblies, NVH issues are unfortunately often only discovered late in the design process. Different components interact once integrated into the full system, making it difficult to pinpoint which part is causing poor NVH performance. This concept of virtual prototyping using component-based TPA enables a quick assessment of many design variants and permanent proactive control of the NVH performance. It allows early detection of potential NVH issues and system optimization before building the first physical prototype, where the impact and cost of making modifications are still limited.

Demonstrating the component-based TPA process with an e-motor application case

Component-based TPA explicitly uses the concept of blocked forces to characterize active components independently of their integrated system application to allow active and passive components to assemble and analyze the noise contributions from active components in the whole system. This white paper uses an e-motor application case to illustrate the different steps of the component-based TPA process. In the first step, the e-motor is characterized independently according to ISO 20270: indirect measurement of blocked forces and ISO 9611: measurement of free velocities. Next, assembly predictions are made using substructuring techniques that can help accelerate engineering decisions. Finally, the target response is predicted to assess the performance of the engine component in the new assembly using blocked forces, free velocities, and ISO 21955.

Continue reading the white paper to learn more about component-based TPA solutions that help automotive manufacturers meet NVH design targets for all vehicle variants while controlling development time and cost.

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