4.5 自动变速器开发辅助工具
在自动变速器整个开发的过程中，会应用到一些仿真设计和软件开发工具，常用的工具主要有有限元分析工具、流体力学分析工具、动态系统分析工具、软件开发工具等几大类。
1.有限元分析（Finite Element Analysis）
有限元分析是将系统从物理上分成有限多的点，在每一个点上进行相对应与临近点的受力与变形分析。仿真的输入一般包括物理模型、材料成分、受力情况、边界条件等。其输出的内容一般包括热反应、应力、压力和形变等。常用的有限元仿真工具如下。
1）HyperMesh：高性能有限元前后处理分析软件，能够进行数据分析和绘图。
2）ABAQUS：线性和非线性有限元分析求解器。
3）PATRAN：对有限元建模鲁棒性（图形创建和编辑）进行前后处理分析，是有限元前、后处理器，是一个开放式、多功能的三维MCAE软件包，具有集工程设计、工程分析、和结果评估功能于一体的、交互图形界面的CAE集成环境。
4）NASTRAN：它是在1966年美国国家航空航天局（NASA）为了满足当时航空航天工业对结构分析的需求而开发。有限元特别在动力总成弯扭分析方面应用较多。Pro/E Pro/Mechanica—前后处理分析软件，在处理小半径部件（p-部件）时，图形收敛性比较好。
5）SimLab：高效高精度有限元分析软件，是一个面向工作流程、基于先进的特征识别和映射技术的有限元建模软件。
6）UG Structure：UGNX的组成部分，内部集成了有限元分析，外部可以和ABAQUS，NASTRAN等软件共同使用。
2.流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）仿真
流体动力学仿真是近代流体力学、数值计算和计算机科学结合的产物，对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究，以解决各种实际问题。流体和流体通道可以分解成有限的节点，可以计算节点的受力和运动状态，并能计算热、压力和流体方向和流速。CFD软件的一般结构由前处理、求解器、后处理3部分组成。常用的工具如下。
1）Pro-STAR：对CFD模型进行前后处理，包括数据分析和绘图（集成STAR CD）。
3）ICEM CFD：对CFD模型可以进行前后处理，包括数据分析和绘图。
4）TGRID：CFD模型进行前处理（通过FLUENT软件）。
5）FLUENT：通用的流体/热管理CFD分析软件。
3.动态系统分析（Dynamic System Analysis，DSA）仿真
动态系统分析仿真是用来分析模块的参数或者合成模块相关的主体的工具，在多个动态系统仿真领域中应用，特别是基于时间的瞬态模拟。输入包括分解系统的组成部件，每个部件运动方程（状态方程）和运行条件。可以应用的领域包括机械、液压、电液、热管理、电气控制等。常用工具如下。
1）AMESim：集成鲁棒性的动态参数模块和扩展的液压库。可以在这个单一平台上建立复杂的多学科领域的系统模型，并在此基础上进行仿真计算和深入分析，也可以在这个平台上研究任何元件或系统的稳态和动态性能。
2）Matlab/Simulink/StateFlow：通用的模块化的动态仿真工具
3）ADAMS：虚拟样机分析软件，可进行多自由度的非线性、大位移刚体系统动力学分析，也包含灵活快捷的有限元软件分析包。通过创建完全参数化的机械系统几何模型，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。
4）DADS：是多体动力学仿真类软件，用于机械系统动力学、运动学分析，能对机械系统整体的机械特性进行仿真。
对于变速器设计开发来说，一般需要进行的计算仿真内容包括：
1）变速器应用（Transmission Analysis）
①周期分析。
②变速器热量产生。
2）变速器子系统（Transmission Subsystem）。
3）变速器流体有限元分析（Transmission FEA）。
4）变速器部件（Transmission Component）
①箱体，外壳，盖子&扩展结构分析—应力和挠度。
②动力总成弯曲度分析（发动机+变速器NVH）。
③支架移动性分析。
④行星齿轮集成&分析。(https://www.daowen.com)
⑤轴疲劳性分析。
⑥泵轮&差速器壳的结构分析。
5）变速器附件（Transmission Auxiliary）
①驻车系统动态分析阀体结构和密封性分析。
②离合器总成分析。
③内部支架结构分析内部密封性分析。
6）变速器系统（Transmission System）
①换档品质&动态换档。
②软件在环的动态分析。
③TRSAT维护能力分析。
④换档MAP优化。
7）变速器流体（Transmission Fluid）
①液压部件压力损失分析。
②润滑油分布的设计。
③泵、过滤器、变矩器CFD分析。
④瞬态和稳态的热管理分析。
⑤阀体的密封性分析。
⑥驻车系统使能的动态分析。
⑦泵的移动网格CFD分析。
⑧变速器润滑系统分析。
⑨换档系统动态分析。
⑩通过数学分析对换档MAP的优化。
4.软件开发工具
1）ClearCase：它是RATIONAL公司开发的配置管理工具，应用于复杂的产品发放、分布式团队合作、并行的开发和维护任务，并且支持当今流行软件开发环境Client/Server网络结构，主要包括版本控制、工作空间管理、建立管理和过程控制4个方面功能。
2）Telelogic DOORS：企业需求管理套件，是仅有的面向管理者、开发者与最终用户及整个生命周期的综合需求管理套件，全面地支持记录、规划、管理和分析需求及其可跟踪性。DOORS提供了很多工具和格式的输入和输出能力，包括RTF、Word、Excel、Access、普通文本、HTML、PowerPoint、MS Project等。
3）CodeWarrior：集成了多种工具的单片机开发环境，包括集成开发环境IDE、处理器专家库、全芯片仿真、可视化参数显示工具、项目工程管理、源文件编辑、C交叉编译器、汇编、连接器及调试器，并支持第三方软件的合作开发。
4）D2P（From Development To Production）：基于生产ECU的快速开发平台。从控制开发、测试到验证，该平台为研发人员提供了完整的解决方案。整个建模过程是以ControlCore底层软件为基础，通过Simulink/Stateflow来完成。利用产品ECU为硬件平台，从而大大缩短了从开发到生产的周期，而且成本较低。
5）INCA：ETAS公司出品的标定软件，主要提供一个工作平台实时监控测量发动机的数据并进行标定。
6）CANape：Vector公司开发的基于ASAP标准ECU开发、标定、诊断和测量数据采集的综合性工具。
7）CANoe：Vector公司开发的网络和ECU开发、测试和分析的专业工具，支持从需求分析到系统实现的整个系统的开发过程。CANoe丰富的功能和配置选项被OEM和供应商的网络设计师、开发工程师和测试工程师所广泛使用。
8）TAE（Test Automation Editor）：它是创建CANoe中自动运行的测试程序，测试用例可以通过参数化模板创建，TAE的图形化界面使得用户可以轻松创建和设置测试程序和测试用例。