Akustisk utbredning från en fordons komponent med multi-kropps dynamik

An important facet of creating high-quality vehicles is to create components that are quiet and smooth under operation. In reality, however, it is challenging to measure the sound that some automotive components make under load because it requires specialist facilities and equipment which are expensive to acquire. Furthermore, the motors used in testbeds drown out the noise emitted from much quieter components, such as a Power Transfer Unit (PTU). This thesis aims to solve these issues by outlining the steps required to virtually estimate the acoustic radiation of a PTU using the Transmission Error (TE) as the input excitation via multi-body dynamics (MBD). MBD is used to estimate the housing vibrations, which can then be coupled with an acoustic tool to create a radiation analysis. Thus, creating a viable method to measure the acoustic performance without incurring significant expenses. Furthermore, it enables noise and vibration analyses to be incorporated more easily into the design stage. This thesis analysed the sound radiated due to gear whine which arises due to the TE and occurs at the gear mesh frequency and its multiples. The simulations highlighted that the TE can be accurately predicted using the methods outlined in this thesis. Similarly, the method can reliably obtain the vibrations of the housing. The results from this analysis show that at 2000 rpm the PTU was sensitive to vibrations at 500, 1000 and 1500 Hz, the largest amplitude being at 1000 Hz. Furthermore, the Sound Power Level (SWL) was proportional to the vibration amplitudes in the system. Analytical calculations were conducted to verify the methods and showed a strong correlation. However, it was concluded that experiments are required to further verify the findings in this thesis.En viktig aspekt i att skapa fordon av hög kvalitet är att skapa komponenter som är tysta och smidiga under drift. I verkligheten är det dock svårt att mäta ljudet som vissa fordonskompo- nenter ger under belastning eftersom det kräver specialanläggningar och utrustning, vilket är dyrt att skaffa. Dessutom maskerar motorerna som används i testbäddar ut bullret från mycket tystare komponenter, till exempel en kraftöverföringsenhet (PTU). Detta examensar- bete syftar till att lösa dessa problem genom att beskriva de steg som krävs för att virtuellt uppskatta den akustiska strålningen av en PTU med hjälp av transmissionsfelet (TE) som ingångsexcitation via flerkroppsdynamik (multi-body dynamics, MBD). MBD används för att uppskatta kåpans vibrationer, som sedan kan kopplas till ett akustiskt verktyg för att skapa en ljudutstrålningsanalys. Således skapas en genomförbar metod för att mäta den akustiska pre- standan utan att medföra betydande kostnader. Dessutom möjliggör det att lättare integrera ljud- och vibrationsanalyser i designfasen. Detta examensarbete analyserade ljudet som utstrålats på grund av kugghjulsljud, som uppstår på grund av TE och uppträder vid kuggingreppsfrekvensen och dess multiplar. Simuleringarna belyste att TE kan förutsägas exakt med de metoder som beskrivs i detta examensarbete. På samma sätt kan metoden på ett tillförlitligt sätt uppnå kåpans vibrationer. Resultaten från denna analys visar att vid 2000 rpm var PTU känslig för vibrationer vid 500, 1000 och 1500 Hz, den största amplituden var vid 1000 Hz. Dessutom var ljudeffektsnivån (SWL) proportionell mot vibrationsamplituderna i systemet. Analytiska beräkningar genomfördes för att verifiera metoderna och visade en stark korrelation. Dock drogs slutsatsen att experiment krävs för att ytterligare verifiera resultaten i detta arbete