车辆开发过程中通常会采用V型研发流程，并且仿真分析工作会贯穿整个开发流程中。随着车辆架构和控制的复杂性增加，产品上市时间缩短，测试过于耗时和费用高，现在越来越多的企业利用1D系统级仿真软件完成产品的研发工作。

1D数值仿真在试验测试和样件制作上能有效的缩短开发周期。集成的系统级CAE模型允许用户在同一个台上进行仿真计算，研究多物理场（例如电、流体、热、机械等）之间的相互影响。

利用GT-SUITE建立的减速器模型，能够预测机械输出(效率)和热输出(油/部件)温度。建模首先是参数收集，包括减速器三维数据和试验数据（用于模型标定），接下来在GT-SUITE中完成机械模型搭建及标定，再接着完成热模型搭建及标定，最后将子系统模型集成在一起分析。

分析流程如下图：

三维导入GEM3D中，完成机械部分的建模。减速器模型中包括两个固定的减速阶段，没有同步器或离合器部件。其中对减速器几何数据和特性进行参数化设置，后面将用于敏感性分析和模型标定。

模型中考虑四个部分的功率损失：

1、啮合损失：考虑油压和相邻齿之间的接触。计算方法遵循ISO 14179-DE标准：根据负载条件和流体特性，采用经验近似法来计算摩擦系数。

2、密封损失：旋转轴和外壳密封盖间的摩擦相互作用；机油粘粘性剪切和粘弹性损失。

3、轴承损失：润滑剂拖动和移动部件（滚珠和内外圈）之间的接触摩擦。计算方法采用SKF方法，考虑了滚动、滑动、保持架和拖动等因素。

4、搅动损失：齿轮与减速器内部环境（空气+油）间的流动阻力。使用ISO 14179-2 DE标准。摩擦扭矩取决于齿轮的几何形状和油的浸没深度。

同样也是在GEM3D中，实现热模型的转换：

1、在GEM3D中导入CAD并识别各个部件

2、对每个部件进行体积和表面积测量

3、每个部件设置为ThermalMass（热质量）对象

下图为减速器的热模型：

机械模型与热模型集成有两种方式：

1、直接集成：机械模型和热模型之间直接通信和反馈，但会增加计算时间，不适合瞬态分析

2、间接集成：两部分离线集成，通过改变输入扭矩、速度和油温，首先在单独的机械模型进行DOE计算生成功率损失Map。然后热质量部件通过这个功率损失Map中获得对应的热源。

机械模型标定结果：

在机械子模型中，利用DOE方法对扭矩、转速和油温进行分析，获取效率Map。仿真计算的效率与理论计算的误差控制在±5%。

在热模型中施加来自机械部件的热量Map，下图可以看到机油温度和旋转轴1的温度，仿真与试验的趋势一致。

将减速器的热模型和机械模型集成到整车模型中，进行实时仿真分析。

在不同的循环工况下进行分析计算，仿真与试验测试结果进行对比：

1、仿真计算的温度与试验值之间的趋势相似。

2、仿真与试验值绝对误差是可以接受的，随着采集更多有用的试验数据，可以进一步减小误差值。

利用GT-SUITE开发的1D减速器模型，包括了机械和热模型，并根据试验数据对进行模型进行了标定。该模型能够预测减速器功率损失、热分布和油温，并集成到整车模型中进行循环工况分析，仿真温度结果与试验趋势相符，且误差在可接受范围。