西门子：重型装备座舱舒适度和安全性白皮书（13页）.pdf

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1、数字工业软件重型装备座舱舒适度和安全性将仿真与测试结合使用可提升重型装备座舱舒适度和安全性 考虑到座舱舒适度。重型装备座舱舒适度是个复杂的问题，涉及噪声、振动与声振粗糙度 (NVH)、动态人体工学和热学等多个学科。没有原始设备制造商(OEM)会希望自己以产品不舒适或不安全而著称。因此，他们面 临着在产品舒适度和安全性方面达到市场最低标准的压力，而这无疑是一项重大工程 挑战。本白皮书旨在探讨如何利用高级数据采集和处理解决方案、3D 机械系统及 3D 计 算流体力学(CFD)仿真软件包来应对此挑战，并显著缩减工程和开发时间及成本。目录摘要3噪声、振动与声振粗糙度3数据测量和处理 3利用 3D 仿真

2、提升座舱舒适度 4系统工程方法 5传递路径分析 5测试和仿真之间联动 6动态人体工学7热管理 8系统仿真 8嵌入式 CFD 93D CFD 仿真 10协同仿真 11结语-故障排除问题12参考资料12Siemens Digital Industries Software2白皮书-重型装备座舱舒适度和安全性 重型装备座舱舒适度是个复杂的问题，涉及 NVH、动 态人体工学和座舱热学等多个学科。再者，除满足用 户在振动-声学舒适度和座舱热学方面日益提高的 最低认证标准外，大多数重型装备 OEM 还希望自己 的产品在市场上赢得好的口碑。由此呼吁推出一种 结构化的工程方法，以最低成本快速解决问题。确保座舱

3、内部 NVH 水平令人满意并非易事。许多重 型装备制造商只有在制作物理样机阶段才会关注噪 声和振动测试。这一度是进行该测试的唯一方法。但 在今天，等有了原型后才开始噪声和振动测试无疑是 效率低下的方法，因为此时进行更改不仅复杂，而且 成本高昂。NVH 工程需要一种混合方法，不仅自最初阶段起就 结合使用仿真和测试，而且在开发周期内也支持仿 真和测试之间的协同。如果工程师们能够全面实施 此类方法，就可以在制作原型之前解决大多数 NVH 问题。同理，座舱热学工程也需要采用将系统仿真与 3D CFD 仿真相结合的协同仿真方法才能获得最佳结 果。数据测量和处理要想在物理或虚拟世界中验证机器性能，就要有可

4、靠 的现实世界数据库。为此，必须在机器上安装一系列传 感器，而这需要动态数据采集系统能够管理各种传感 器并承受恶劣的重型装备运行环境。对于大型机器，有 必要同时执行不同测试，以获得准确结果并控制成本 和准备时间。Simcenter SCADAS 硬件系统就可以实现这一目 标。它支持通用信号调试，让任何类型的传感器都能 连 接 到 同 一 采 集 单 元。该 技 术 是 Siemens Digital Industries Software 旗下综合性、集成式软件和服务 Xcelerator 产品组合的一部分。Simcenter SCADAS 可 用于同时从任何 NVH 和声学传感器获得高质量的

5、数 据和机器参数，例如控制器区域网络(CAN)总线数据 流。该硬件系统还具有可扩展性，从袖珍的 12 通道系 统(SCADAS XS)到支持数百个通道进行大型测试设 置的大框架系统均可实现（图 1）。1 摘要噪声、振动与声振粗糙度图 1.Simcenter SCADAS 移动硬件 赋予重型装备 NVH 测试可扩展性 和灵活性。Siemens Digital Industries Software3白皮书-重型装备座舱舒适度和安全性 以沃尔沃建筑设备公司的座舱为例，该座舱原本呜呜 作响。发现此问题后，该公司首先利用 NVH 测试技术 追溯问题至前传动轴，然后通过增重约 10 千克(kg)改变该轴

6、的动力学，从而解决了问题。此外，该公司还 将这些测试功能应用于其所有初始设计流程，确保日 后不必进行故障排除。“Simcenter 工程团队测量位移的创意很棒。我们起初 对此有些犹豫，因为测试会损坏轴，但这种尝试是 有价值的。我们只用几个简单的传感器就得到了非 常好的结果，”沃尔沃建筑设备公司团队负责人 Reza Renderstedt 说。2利用3D仿真提升座舱舒适度3D 仿真可用于对车辆设计进行虚拟评估，其中涉及通 过 3D 模型实现机器及所有相关物理学的全面数字化。与传统计算机辅助工程(CAE)技术相比，使用高级 3D 仿真软件包（例如 Simcenter 3D 软件）可使工程工作量 减