KISSsoft AG

Die Analyse Erzwungener Schwingungen im KISSsoft® System Module ermöglicht Ingenieuren, das dynamische Verhalten von Antriebssträngen bei periodischer Anregung aus verschiedenen Quellen zu berechnen. Basierend auf der Frequenzganganalyse, können Ingenieure mit diesem leistungsstarken Tool das Systemverhalten im Hinblick auf Amplituden, Frequenzen und Phasenwinkel bewerten, die durch Zahneingriffskräfte, Drehmomentwelligkeit und Unwuchtmassen angeregt werden. Dies ist von entscheidender Bedeutung, um die Schwingungsausbreitung durch Zahnräder, Wellen und Lager zu verstehen, und das NVH-Verhalten in Elektro-, Hybrid-Fahrzeugantrieben, Industriegetrieben und anderen Anwendungen zu optimieren.

Der Workflow besteht aus drei Phasen: In einem Preprocessing-Schritt werden die Wellengeometrie und die Zahneingriffe analysiert, um die Drehwegabweichung und die nichtlineare Steifigkeit zu bestimmen, die als Eingaben für die Berechnung der Anregungskräfte verwendet werden. Im Hauptschritt werden die Gleichungen der gekoppelten Schwingungen im Rahmen der Frequenzganganalyse im eingeschwungenen Zustand mit Hilfe der Berechnung Erzwungener Schwingungen erstellt und gelöst, unter Berücksichtigung der Anregungen durch die Zahneingriffe, Drehmomentwelligkeiten und Unwuchtmassen. Abschliessend liefert das Postprocessing Zahnkräfte, Lagerbelastungen und Wellenreaktionen im Zeit- und Frequenzbereich für unterschiedliche Drehzahlen, sodass Ingenieure Resonanzeffekte und Verstärkungen bei kritischen Ordnungen erfassen können.

Wesentliche Funktionen

• Einstellungen für Zahneingriffsparameter, Steifigkeitsmodelle und Drehwegabweichung.
• Anregung durch einzelne oder mehrere Frequenzen mit einstellbarer Anzahl der Harmonischen.
• Einschluss- oder Ausschlussmöglichkeit von einzelnen Zahnradpaaren als Anregungsquelle.
• Modellierung von Stirnrädern, Planetenrädern und Kegelrädern sowie Systemen mit Kupplungen oder Verbindungselementen.
• Direkter Import der Eingriffssteifigkeit für Kegelräder aus GEMS-Dateien.
• Dämpfungsmodelle mit Berücksichtigung der Zahneingriffe, Wellen und Lager.
• Datenausgabe mit Resultaten im Frequenz-, Zeit- und Drehzahlbereich für Zahnräder, Wellen und Lager.
• 3D-Darstellung der Systemverformung, 2D/3D Campbell-Diagramme über den gesamten Drehzahlbereich.
• Exportierbare Daten zur Integration in umfassendere Analyseabläufe für NVH-Simulation und akustische Simulation.

Wesentliche Vorteile

Mit Hilfe der Analyse Erzwungener Schwingungen können Konstrukteure schwingungskritische Ordnungen erkennen, die Mikrogeometrie von Zahnrädern optimieren und das Resonanzverhalten vor der Prototypenfertigung vorhersagen. Dank der iterativen Bewertung dynamischer Lasten können Ingenieure die Getriebe auslegen und konstruieren, die Resonanzüberhöhungen minimieren und Schwankungen der Lagerkräfte deutlich reduzieren. Dies führt zu einer Verbesserung im NVH-Verhalten und ermöglicht leisere, laufruhigere und effizientere Getriebe, selbst unter anspruchsvollen Betriebszuständen.