此案例以模擬有軌電車變速箱，評估NVH效能，來改善設計。
聲學模擬，使用Hexagon的Romax Spectrum & Actran軟體。
使用Romax Spectrum與Actran內建的功能，Wikov的機械工程師能夠評估他們的電車變速箱的輻射噪音，進而變更設計以提高NVH性能。在專案的設計階段讓每個人都能取得這樣的先進空氣噪音模擬資源
，讓非專家用戶也了解模擬模擬結果。這麼做是要讓這些珍貴的模擬見解盡早回饋給設計端，有助於開發高品質的產品，且快速地將產品帶入市場。
Wikov活躍於機械工程領域130多年，在捷克共和國的布拉格、比爾森、赫羅諾夫和薩札瓦河畔茲魯奇(Zruc nad Sázavou)，都設有辦公室。在過去100年，特別專注在齒輪和機械變速箱的領域。結合數十年的先進機械經驗，Wikov以先進的產品設計解決方案和穩健的參數，製造出高階的產品。經營產業橫跨鐵路、電力發電、風能、海洋和採礦等多個領域。
Wikov正進行西歐客戶的專案，研究用於有軌電車應用的變速箱。變速箱是機電系統的一部分，由電動馬達和兩段變速器組成。Wikov對有軌電車變速箱進行了耐久性評估，但客戶期待更多在NVH方面的分析。客戶嚴格要求變速箱在整個運作過程，空氣中的噪音必須低於100dB(A)。擔任Wikov研發主管的Jan Krepela，評論道:「客戶告訴我們，他們不接受噪音超過100dB(A)的設計。客戶需要信心，確保我們設計的變速箱，在實際應用時的聲音，不會比預期大聲。」
通常，Wikov的專案特點是耐用性和效率目標放在NVH前面，有更優先的考量。此外，他們現有的傳統模擬方法非常適合用來做設計最佳化，以符合這些標準。然而，Wikov雖然技術實力足夠，充分了解NVH的背景，也有能力測試，但是現有的模擬工具不適合用來進行NVH評估，甚至作為全系統模擬的一部份。然而，Wikov已經是Hexagon的泛用型有限元素軟體，包含MSC Nastran 和 Patran的長期用戶。因此，Wikov聯繫Hexagon團隊， 討論使用其他軟體，Actran、Adams 和Romax的可行性，特別是專門用於傳動系統NVH的分析。其中，Romax是立即可以滿足Wikov要求的工具。Jan Krepela說：「很清楚地，Romax可以提供我們需要的模擬功能。然而，因為時間緊迫，我們還需要專家的技術來協助我們。因此，我們決定請Hexagon團隊為我們這個專案的模擬顧問。」
NVH性能最佳化
當Hexagon參與這項專案的同時，有軌電車變速箱的設計也幾乎完成了。在這個時候，Wikov需要確定這個設計在NVH上的表現，以繼續原型製造。Jan Krepela:「設計有軌電車變速箱的流程不同於車輛應用，很少會需要從草圖或者很概念的階段開始設計。通常，我們會從以前設計的圖面開始，再根據特殊的應用需求作些許變更。在這個案例，還沒有實體原型之前，我們無法從振動或空氣噪音的面向來預測NVH的表現。因此需要一個流程，在設計時就能考量這兩個可能是NVH問題的源頭。」。
這個專案的範圍包含模擬主要變速箱的零件，包含軸、齒輪、軸承，和預測齒輪激振對NVH的影響。Hexagon的團隊建立系統的基礎模型，提供基本傳動錯誤的結果。這部分使用的是Romax Spectrum內建的聲學分析(Actran)功能，計算出系統振動和空氣噪音的傳遞。Jan Krepela表示:「我們可以將空氣噪音輻射直接關聯到變速箱運作時的振動和振形分析。由此捕捉傳動系統的動作變化，了解能對系統做什
麼改變來真的改善問題。」
從模擬獲得設計見解後，Hexagon力求以Romax內建的自動化流程，找到改善設計的區域，增進NVH表現。Hexagon負責齒輪設計，主要在微幾何( m i c ro- geomet r y) 的層級；Wikov則是負責外殼設計和執行手動的結構最佳化，根據模擬見解改善設計。在設計更新後，再計算一次傳動錯誤和振動，以及空氣噪音分析。結果，使用改善後的新齒輪外殼和幾何設計，我們確實看到NVH性能有所改善。
在研究齒輪設計和其影響NVH性能間的關係上，Hexagon確定斜角齒輪組微幾何設計並非最佳的設計，且認為解決這些設計問題可能會改善NVH的表現。 因此，Hexagon以Romax和KIMoS軟體進行微幾何的優化。在使用上有個優點，就是兩種工具之間，數據可以直接交換使用。
Jan Krepela說道:「我們很滿意設計最佳化的結果。我們已經是KIMoS的用戶。KIMoS和Romax之間的介面，對於改善流程和加速部門或合作夥伴之間的溝通，都非常有幫助。Hexagon幫助我們找到能夠改善的地方。這些都是之前我們在沒有軟體和專家協助之下，沒發現到的。」。
"很明確地，Romax可以提供我們需要的模擬類型。然而，改善的時程很短，我們需要專家來協助。因此，我們找上Hexagon團隊，進行顧問專案。” Jan Krepela, Wikov 研究&開發 主管
這項專案在模擬完成之後，下一步就是執行測試。當模擬和測試做比較，最重要的就是如何將模擬的設定去對應測試的架設條件。尤其是當模擬電動力總成(ePowertrain)噪音，了解不同條件和它們如何影響結果是相當重要的。測試台可能架設不同的邊界條件，對應真實生活的應用。然而，這些都不會在模擬上的障礙，因為Romax模型可以設計用來模擬任一條件。為了確保了解測試和模擬的差異，且在需要時對模型做出修正，Wikov的團隊在這個顧問專案執行期間，也需要對軟體工具有所了解。這點相當重要。
從圖6，可以看到測試和模擬結果間有非常好的關聯性。Romax Spectrum的聲學分析工具計算出的平均聲功率(綠線)，分析特定的運作點進行模擬和測試比較。模擬點(黃色)為聲功率的小數相加，計算分佈在球體中的40個麥克風的結果，將六個諧波(兩個齒輪組，各三個諧波)分貝相加所得。實體測試(紅線)的量測條件與模擬的負載相同。由圖上可見實體測試與模擬(紅色和黃色點)之間，相關性強。這點增加了Wikov對模擬模型準確度的信心。
未來計畫
Jan Krepela說:「我們很高興有機會試用Romax Spectrum，正在考慮如何將其融入現行的流程。我們對聲學分析功能特別感興趣，可能也考慮使用完整的Actran。連結多個Hexagon的工具，融入單一流程，才是真正解鎖這項產品的價值。能用一項軟體工具解決多物理場、耐久性、效率、NVH – 對我們來說是理想的設置。」
這個專案成功後，還有執行第二階段的想法。也就是可以同時考慮電動發動機(eMotor)激振和傳動錯誤激振。用這樣模擬的方式分析系統整合，Hexagon有豐富的經驗，協助設計工程師充分了解噪音來源對車輛的影響，進一步改善整體的設計。這對於下一代傳動系統在工程設計上的高性能表現，至關重要。
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