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LMS仿真与试验解决方案
LMS仿真与试验解决方案 (编号 1107) http://www.siemens.com.cn/plm/lms
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LMS公司增强北极猫雪地车驾乘的乐趣及快感
作者:LMS
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谁都可以把一台发动机和一副雪橇装配起来,组成一部雪地车,然后加入隔音材料,使其符合政府部门关于噪声水平的相关规定。然而,在北极猫(Arctic Cat)公司,声音却不只是一个通过试验加以消除的因素,而是要将其设计成为满足人们驾乘感受的因素。北极猫公司的目标是:在发动机加速的过程中,使其车辆具有独特的声音,从而可令驾乘者获得更大的快感;同时,车辆在怠速运行时又相当安静,这样驾乘者可以自如畅谈。

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达到此目标的主要挑战是:在符合严格噪声法规的条件下,驾驶者还可以听到他们想听的声音。但问题在于,真实条件下对于雪地车进行测试是非常困难的,因为测试过程完全依赖于天气条件。北极猫公司通过投资引进最先进的NVH技术,同时还购买了业界领先的尖端测试设备,这样他们就能够超前地塑造出驾乘者期待的声音。

北极猫(Arctic Cat)这一品牌具有30多年的历史,在雪地车界享有极高的声誉,得到了最为广泛的认可。公司主要设计、制造并销售雪地车、完全地面车辆(ATV),以及相关的零部件,外壳和附属装备。

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关键的产品要素-声音

显然,北极猫公司知道其用户在驾驶雪地车时期待的是什么声音。"声音品质对于我们的产品而言是至关重要的,"北极猫公司执行总裁Chris Twomey说,"声音品质、性能表现及操纵性能共同决定我们产品的品牌价值,而且也正是声音品质这一因素使我们的产品显著区别于市场上其他同类产品。车辆的声音品质是其总体性能中非常重要的一部分,而我们的目标正是让用户听到他们想要的声音。因此,在北极猫公司,声音是一项关键的产品要素。"

要得到适合的声音,就会面临很多方面的问题,如政府机构提出的严格的噪声标准等等。遵守这些规定是雪地车业界首要考虑的问题;同时也是在设计新型车辆时首先要面临的问题。 样车通常要经历通过声音测试,测试时将麦克风设置在特定位置以捕捉雪地车通过时的声音水平。这种在户外测试噪声辐射的方法具有很大的挑战性,因为测试只能在一年中地面积雪达到相应要求的那段时间内进行。而且测试极为耗时,测试结果也可能相差甚远,甚至同一辆车在同一天进行测试所得的结果都会不同。

NVH领域内世界级的领袖

为克服这些限制,北极猫公司在这个传统并且有些保守的行业里进行了大胆的尝试,成为第一家建立与汽车界一样具有同样技术和设备的顶级NVH实验室的雪地车制造厂。这个3500平方英尺的实验室装备有AVL公司的底盘测功仪,Eckel公司的半消声室,测试车辆振动的LMS模态试验室,以及进行车辆噪声仿真和评价的LMS声音品质室。

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该实验室拥有当今最先进的测试软件和系统。其核心部分是进行声学和振动测试的LMS Test.Lab软件,一套集成测试,分析,及报告生成工具的多通道数据采集解决方案。北极猫公司同时采用LMS SYSNOISE软件,对整车、部件及总成的声音分析和振动进行预测,这对于在车辆开发过程中尽早地评价和优化设计概念具有重要的价值。

"这个新的NVH实验室使我们能够在可控环境中,进行整车测试,从而使我们得到更为精确的数据。"NVH工程设计主管Bala Holalkere说。他还解释到:塑造雪地车音效的过程,始于对比样机测试数据和目标声音信号。谱分析使NVH工程师能够看到总音效对不同子系统的影响,这些子系统包括进气、排气、发动机、雪橇以及底盘共振等。利用LMS SYSNOISE对声音进行预测,工程师们尝试了各种思路和修改,以消除噪声,并使需要的声音强度变低。

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Holalkere介绍说,目标是使声音响度具有一种总体上的线性,即其幅值可以随着发动机的转速增加而稳定地增大。驾驶雪地车,这种声音的回馈是驾驶者最期望得到的,然而通常也是非常困难的,因为声音的响度在不同的速度下通常都是不确定的。 "为了应对这些挑战,我们正在采用当今最先进的NVH技术,"Holalkere解释说,"除了实验室和NVH技术外,我们还组成了一个NVH专家组,由汽车和其他工业界的优秀人才组成。这些投入使北极猫公司成为雪地车业界,NVH领域内世界级的领袖,而LMS公司的技术正是我们NVH工作的核心。这些技术使我们强大的NVH团队在NVH特性测试和预测方面的能力获得了更大的提升。"

研究的对象:声音和振动

其中一位NVH工程师Mark Christensen解释说,"车辆必须具有优良的性能,不仅要有一流的加速和爬坡能力,在操纵灵活性方面也要同样出色。并且其重量一定要轻。面临的挑战就是如何在这些特性和期待得到的总音效及感觉之间找到平衡,这些声音和感觉来自于所有各个部分、总成以及子系统的噪声和振动。这意味着需要进行大量的测试,即对每个子系统,同时也要对整车进行测试,包括我们的,也包括对手的。"

Christensen还解释道,LMS Test.Lab对于那些重复性的测试相当有效。"只需要对试验设置和需要进行的信号处理任务定义一次,它们就被保存在一个专门的模板里。整个过程是自动完成的,这样我们就可以重复进行试验。因为环境在控制之下,所以测试结果具有极高的可重复性和一致性。"

按照Christensen的说法,NVH测试得到的数据结果,对于设计者而言是相当有用的,能够在排气系统或进气的结构设计方面给他们提供建议,例如,减少不希望的共振和噪声。"开发雪地车需要设计,NVH和制造等各方面通力合作,"他说?quot;利用LMS系统得到的信息,我们知道如何在一开始就避免问题,获得需要的信息,在研发的过程中朝正确的方向进行。"

产品开发和企业策略

雪地车工程部副部长Roger Skime说,"NVH团队尽可能早地参与到产品的开发中来,就能够充分发挥NVH技术的力量,帮助我们进行设计,而不仅仅是在产品投入使用前解决问题。"

Skime这样说道,已有的车辆和子系统的NVH数据对于设计者而言是相当有用的,可以使他们在新产品的开发过程中知道哪些是应该做的,哪些是不该做的。"LMS SYSNOISE软件对于预测新的、结构周围的声音,尤其有用。"Skime说,"这种预测功能使我们的工程师能够在产品开发的初期对设计进行改变,以得到想要的声音,而无需制造任何硬件。LMS SYSNOISE软件的这种预测功能正是NVH研究将来发展的方向,在产品开发的早期概念阶段尽可能多地采用这种技术,则更容易进行修改以改进和优化设计,而不必在产品即将下线时进行。"

北极猫公司首席执行官Chris Twomey是这样描述NVH在其公司中的重要地位的。"通过我们在人力、流程和技术方面的巨大投入,NVH现在已经是我们产品开发过程中的一个重要环节,并且也是我们企业长期战略中的一个关键部分,"他说,"我们要做的不仅是符合业界的噪声标准,还想让用户感受到他们期待的那种驾乘的刺激和乐趣 - 自然地感受这一切 - 在北极猫雪地车时。"(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (5/19/2010)
LMS仿真与试验解决方案联系方式:
网址: http://www.siemens.com.cn/plm/lms 电话:86--4000920665
地址: 中国·北京·北京市朝阳区望京中环南路7号西门子大厦9层 邮编100101 传真:86--85292998
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