分析软件的双向数据交换，实现多柔体动力学分析应力恢复和动载荷的分析预测，与可以直接联合仿真支持与和等控制软件的双向接口，不仅可以实现传统意义上的多软件联合仿真，还可以将任意方所形成的黑箱模型嵌入至另软件，实现嵌入式仿真支持虚拟试验设计和优化设计提供了开放的用户化接口，用户可以编写任意的元素，包括力约束界面及各种数学运算实时仿真功能。

软件是目前所有多体动力学软件中唯具有实时仿真功能的。

具有专门的实时仿真求解器，可以运行在具有实施操作系统的仿真机上。

二建模介绍根据变速箱啸叫和敲击分析的要求，我们创建了如图所示的五档变速箱模型用于分析。

图五档变速箱模型该五档齿轮箱包含的主要部件有五档齿轮对差速器齿轮对输入轴中间轴和差速器。

其中，在本文中我们只考虑二档啮合时的啸叫敲击等分析。

二维拓扑图在软件中，创建完三维模型后，软件将自动生成二维拓扑图，便于检查模型。

同时二维拓扑图和三维模型之间可以联动，也就是说三维模型改变，二维拓扑图随之变化二维拓扑图改变，三维模型也随之变化。

图所示即是该五档变速箱模型的二维拓扑图。

图二维拓扑图在图所示的二维拓扑图中，输入轴相对于大地放开六个自由度，各个档位的输入端齿轮固结在输入轴上，输入轴与大地之间施加两个轴承力元模拟轴承支撑中间轴相对大地放开六个自由度，其中二档中间轴齿轮固结在中间轴上，其它几个档位的齿轮相对中间轴放开转动自由度，中间轴与大地之间施加两个轴承力元模拟轴承支撑差速器相对于大地放开六个自由度，在差速器和大地之间施加两个轴承力元模拟轴承支撑各个齿轮之间均施加轴承力元。

柔性体在本次分析中，输入轴和中间轴使用的是柔性体模型，柔性体采用的是生成的缩减模型。

在生成缩减模型时，将缩减模型输出成文件，但是该文件并不能直接用于柔性体中，需要在中先将该柔性体模型转化成自己格式的文件。

如图所示，将生成的文件转化成的文件。

图文件转换在的柔性体中，导入图中生成的文件，并选择相应的模态，比如可以按照最小最大频率选择柔性体模态也可以按照最小频率阶次或者最小频率所有阶来选择柔性体模态。

图所示为柔性体导入界面。

图柔性体导入界面柔性体的各阶模态在的前处理界面中也可以进行动态的显示，图所示就是输入轴的几阶模态振型。

图模态振型齿轮和轴承建模轴承建模在中，可以使用多种形式来模拟轴承，比如使用线性或者非线性刚度曲线使用刚度矩阵与接口与接口用户自定义全接触模型方法在本次分析的模型中，对于轴承我们使用了号力元来模拟轴承，如图所示。

图轴承建模齿轮建模对于齿轮建模，我们使用中自带的齿轮模块进行建模，定义个齿轮必须需要的参数包括齿数模数压力角螺旋角斜角锥齿轮变位系数齿顶圆和齿根圆参数侧隙参数输入这些参数后，软件可以自动生成刚体齿轮模型，如图所示即是齿轮建模的界面。

图齿轮建模界面在的齿轮模型中，我们建模界面在的齿轮模型中，我们不仅可以根据齿轮的设计参数创建齿轮模型，还可以考虑齿轮的加工及修形参数在本文忠，齿轮没有考虑这些参数，比如图所示就是中可以考虑的齿轮修形参数，包括齿顶修形齿根修形齿面修形鼓形修形等。

图齿轮修形同时从版本开始，还可以将齿轮考虑成柔性体，如图所示。

这样，在中的齿轮啮合就非常接近于实际齿轮的啮合。

使用柔性齿轮可以考虑齿轮的弯曲变形等对齿轮啮合的影响在本文中，我们没有使用柔性齿轮。

图柔性齿轮齿轮力元在中齿轮的啮合是通过齿轮力元来实现的。

在的齿轮力元中，可以考虑齿轮啮合时齿顶和齿根的啮合刚度的变化，同时时变刚度也是造成啸叫噪声的因素之。

比如图所示就是本次分析所建的模型中，对齿轮的啮合刚度。

图齿轮啮合刚度同时，的齿轮力元还可以考虑由于轴的弯曲等造成的载荷分布不均恢复力矩等因素，如图所示。

图齿轮力元三分析结果在本次分析中，我们对该变速箱进行了模态分析啸叫分析和敲击分析。

模态分析模态分析模型在做模态分析时，我们使用的模型如图所示。

图模态分析模型由于模态分析往往是在平衡位置做线性化。

因此，要想准确的获得图模型的模态信息，就需要使模型在速度下保持大致平衡。

在输入端，我们施加固定的扭矩，该扭矩可以使模型进行转动，如图所示。

图输入端扭矩在输出端，为了使模型在输入扭矩的作用下在速度下保持平衡，在输出端施加负载扭矩，该扭矩使用速度扭矩的曲线进行描述，如图所示。

图输出端负载扭矩曲线模态分析结果对模型仿真以后，在模型达到动态平衡位置后进行模态分析，图所示即是模态分析的结果。

图模态分析结果在的后处理中，我们可以以模态能量的方式显示模态分析的振型，通过模态能量振型，我们可以清楚的看到在阶频率下，振动能量主要分布在哪些部件上，以及该部件在做何种振动。

如图所示为阶频率下的模态振型。

图模态振型同时，利用模态分析的文件如图所示，我们还可以得到模态能量分布图图所示齿轮箱悬置解耦率图所示等。

为模态分析齿轮箱悬置解耦分析提供重要依据。

图文件图模态能量分布图悬置解耦率啸叫分析啸叫分析模型在做啸叫分析时，我们使用的模型如图所示。

图啸叫分析模型啸叫分析时，我们往往做的是分析，就是使变速箱扫过整个运行区间。

因此，在输入端，我们施加扭矩，该扭矩可以考虑发动机的激励。

在本次啸叫分析中，发动机激励我们简单的使用正弦函数进行模拟。

如图所示。

图输入端载荷在输出端，我们使用恒定的扭矩值来代表负载，如图所示。

这样，当输入端和输入端扭矩不平衡时，变速箱的速度就会扫过整个速度区间。

图输出端扭矩啸叫分析结果在本文中，我们让变速箱大约运行在转到转之间，如图所示。

图输入轴速度曲线在变速箱中，啸叫噪声往往发生在承载齿上，在本文中，我们使用的是二档齿轮啮合承载。

因此，我们取中间轴的角加速度进行分析。

般来说，我们对角加速度使用倍频程来分析噪声，如图所示为中间轴由加速度转化成的噪声值。

图啸叫噪声我们对个时间段进行显示，如图所示，可以看到，啸叫噪声随着输入激励的变化而变化。

图啸叫噪声我们对图所示的变速箱啸叫噪声做变换，如图所示。

从图上我们可以看到，啸叫噪声所对应的频率成分。

图噪声频谱图同时，在中我们也可以输出噪声的三维瀑布图，如图所示是本文模型的啸叫噪声瀑布图。

如果将来变速箱做详细建模，啸叫噪声的瀑布图可能如图所示。

图噪声瀑布图图未来可能的啸叫瀑布图敲击分析敲击分析模型在本次敲击噪声中，我们将将发动机加入传动系模型中，并且考虑轮胎端的负载。

因此，在敲击分析的模型中，我们加入了个直列四缸的发动机传动轴轮胎等，如图所示。

图敲击分析模型在轮胎侧，我们施加号力元模拟轮胎侧负载，在号力元中，我们在转动方向只施加转动阻尼来模拟负载，如图所示。

图轮胎侧负载在空套齿轮上，由于有搅油阻力等因素，会在空套齿轮上形成拖曳力矩。

在敲击分析模型中，我们在空套齿轮上施加号力元来模拟拖曳力矩，如图所示。

图空套齿轮拖曳力矩敲击分析结果敲击分析，我们是让传动系运行在恒定的速度下，在考虑发动机激励的情况下，对空套是否会敲击进行仿真。

根据敲击门槛值理论，利用分析结果我们可以得到敲击强度，如下所示然后对敲击强度的绝对值进行判断利用图所示的模型进行分析后，对档档档档的空套齿轮计算其敲击强度，如图所示。

图空套齿轮敲击噪声从图的结果来看，四对空套齿轮均没有发生敲击噪声。

四结束语般来说，变速箱的啸叫噪声主要发生在承载齿上，而敲击噪声发生在非承载齿上。

本文利用软件对变速箱进行了啸叫和敲击噪声分析，软件以其强大的功能对齿轮高效的模拟和计算等，在啸叫和敲击分析中发挥了重要的作用。

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本文使用个简单的变速箱模型介绍在敲击和啸叫分析方面的应用。

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