汽車NVH分析一

1、NVH分析培訓(xùn)一分析培訓(xùn)一動力學(xué)培訓(xùn)內(nèi)容介紹1.模態(tài)分析2.頻率響應(yīng)分析3.瞬態(tài)響應(yīng)分析4.強迫運動5.隨機響應(yīng)分析一、模態(tài)分析 求解器：103 質(zhì)量矩陣形式：MSC認為耦合質(zhì)量比集中質(zhì)量更精確，在動力分析里出于對計算速度的考慮，更傾向于使用集中質(zhì)量。 使用方法：用PARAM，COUPMASS，1選擇耦合質(zhì)量；缺省為集中質(zhì)量。 求解方法：推薦的Lanczos方法。 EIGRL卡片l文件輸出類型控制 param ,post ,-1l結(jié)果類型輸出控制 ECHO=NONE DISPLACEMENT=ALL ESE=ALL l其他控制命令 AUTOSPC=YES scr=yes init dball

2、logi=(1（20GB),2(20GB),3（30GB) DOMAINSOLVER=(PARTOPT=DOF) 二、頻率響應(yīng)分析 頻率響應(yīng)分析是計算在穩(wěn)態(tài)振動激勵作用下結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的一種方法（比如偏心旋轉(zhuǎn)部件在一組轉(zhuǎn)動頻率下的旋轉(zhuǎn)分析）。 在頻率響應(yīng)分析中，激勵載荷是在頻域中明確定義的，所有外力在每一個指定的頻率上都是已知的。而力的形式可以是外力、也可以是強迫運動。 與瞬態(tài)分析一樣，也有兩種方法供選用：直接法和模態(tài)法。對應(yīng)的求解器為SOL108、SOL111。 激勵的定義：與瞬態(tài)響應(yīng)中TLOAD對應(yīng)，在頻率響應(yīng)中為RLOAD。其中RLOAD1是按照實部與虛部的形式來定義頻變載荷；RLOAD2

3、按幅值和相位的形式來定義頻變載荷。 幾點考慮：如果激勵的最高頻率比系統(tǒng)的最低諧振頻率小得多，那么使用靜態(tài)分析就足夠了；阻尼很小的結(jié)構(gòu)在激勵頻率接近于諧振頻率的時候，會表現(xiàn)出很大的動力響應(yīng)。在這樣的問題中，模型上一個小的改動（或僅換一臺電腦來計算）都可能產(chǎn)生響應(yīng)的明顯變化；如果希望對峰值響應(yīng)進行充分的預(yù)測，必須使用足夠好的頻率步長（f）。對每個半能帶寬至少使用5個點。 頻率響應(yīng)分析中的定義卡FREQ卡定義的是離散的激勵頻率。FREQ1定義的是起始頻率fstart，頻率增量與增量的數(shù)量。FREQ2定義的是起始頻率fstart，終了頻率和對數(shù)間隔的數(shù)量。FREQ3定義的是頻率范圍F1、F2和在兩者之

4、間使用線性或?qū)?shù)插值的頻率個數(shù)。FREQ4在每個諧振頻率處指定一個頻率值，并在該值附近指定等間距分布的激勵頻率的數(shù)量。FREQ5指定的是一個頻率范圍以及此范圍內(nèi)自然頻率的比值。 例：在前一例子中的平板受不同頻率激勵載荷作用下的頻率響應(yīng)。在20到1000HZ范圍內(nèi)使用20HZ的頻率步長，并取結(jié)構(gòu)阻尼為g=0.06。 SOL 108 TIME 30 CEND TITLE = FREQUENCY RESPONSE DUE TO UNIT FORCE AT TIP ECHO = UNSORTED SPC = 1 SET 111 = 11, 33, 55 DISPLACEMENT(SORT2, PHAS

5、E) = 111 SUBCASE 1 DLOAD = 500 FREQUENCY = 100 $BEGIN BULKPARAM, COUPMASS, 1PARAM, WTMASS, 0.00259$（使用重量單位）$ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING$PARAM, G, 0.06$ APPLY UNIT FORCE AT TIP POINT$RLOAD2, 500, 600, , ,310$DAREA, 600, 11, 3, 1.0$TABLED1, 310, 0., 1., 1000., 1., ENDT$ SPECIFY FREQUENCY STEPS$FREQ1,

6、100, 20., 20., 49$ENDDATA三、瞬態(tài)響應(yīng)分析 分析目的：計算時變激勵載荷作用下結(jié)構(gòu)的動力行為。載荷的形式可以是外力或強迫運動。 兩種數(shù)值方法：直接法和模態(tài)法。直接法對全部耦合的運動方程進行直接數(shù)值積分來求解；而模態(tài)法則是利用結(jié)構(gòu)的振型來對耦合的運動方程進行縮減和解耦，然后再由單個模態(tài)響應(yīng)的疊加得到問題的最終解答。 求解器：直接法SOL109；模態(tài)法SOL112 直接瞬態(tài)響應(yīng)中的阻尼EEKGWKWGBBB413211 G整體結(jié)構(gòu)的阻尼系數(shù)（PARAM，G）W3感興趣的整體結(jié)構(gòu)阻尼轉(zhuǎn)化頻率弧度/秒（PARAM，W3）W4感興趣的單元結(jié)構(gòu)阻尼轉(zhuǎn)化頻率弧度/秒（PARAM，W4）

7、KE單元剛度矩陣由于瞬態(tài)分析不允許出現(xiàn)復(fù)系數(shù)。所以，結(jié)構(gòu)阻尼通過等效的粘性阻尼來施加。即PARAM，G和PARAM，W3同時定義。模態(tài)法的特點：模態(tài)截斷。一般模態(tài)法并不需要計算所有的模態(tài)，對于動力響應(yīng)計算，經(jīng)常僅需要最低的幾階模態(tài)就足夠了。 PARAM，LFREQ給出保留模態(tài)頻率的下限 PARAM，HFREQ給出保留模態(tài)頻率的上限 PARAM，LMODES給出被保留的最低頻率模態(tài)的數(shù)量。 載荷卡片：時變載荷TLOAD1（與表聯(lián)用）指定表的號載荷類型（力、力矩或者強迫位移、速度、加速度）DAREA或SPCD入口 TLOAD2載荷作用的起止時間頻率相位角載荷集的組合DLOAD卡整體比例因子第2個載

8、荷的比例因子及TLOAD標識號 DAREA卡 LSEQ卡定義作為動態(tài)載荷來應(yīng)用的靜態(tài)載荷。通過LOADSET工況控制命令來選中LSEQ模型數(shù)據(jù)卡包含一個DAREA卡，以表明是和TLOAD卡一起作用的載荷集。Component號Grid number比例因子 例：溫度載荷標識靜態(tài)載荷標識與TLOADi中對應(yīng) 該結(jié)構(gòu)受到隨時間變化的激勵作用：1磅/平方英寸的壓力載荷作用在整個板的表面，以250HZ的頻率變化；一個50磅的力加在頂端的角上，其變化頻率也是250HZ，但與壓力載荷有180度的相位差。兩個時間的動力載荷都只持續(xù)作用0.008秒。作用g=0.06的結(jié)構(gòu)阻尼，并把它轉(zhuǎn)化為頻率為250HZ的等

9、效粘性阻尼。對該結(jié)構(gòu)進行0.04秒的瞬態(tài)分析。SOL 109TIME 30CENDTITLE= TRANSIENT RESPONSE WITH TIME DEPENDENT PRESSURE AND POINT LOADSSUBTITLE= USE THE DIRECT METHODECHO= PUNCHSPC= 1SET 1= 11, 33, 55DISPLACEMENT= 1SUBCASE 1DLOAD= 700 $ SELECT TEMPORAL COMPONENT OF TRANSIENT LOADING（必須）LOADSET= 100 $ SELECT SPACIAL DISTRIB

10、UTION OF TRANSIENT LOADING（可選）TSTEP= 100 $ SELECT INTEGRATION TIME STEPS （必須）$BEGIN BULKPARAM, COUPMASS, 1PARAM, WTMASS, 0.00259$ 3 PERCENT AT 250 HZ. = 1571 RAD/SEC.PARAM, G, 0.06PARAM, W3, 1571.$ APPLY UNIT PRESSURE LOAD TO PLATE$LSEQ, 100, 300, 400$PLOAD2, 400, 1., 1, THRU, 40$（靜態(tài)載荷）$ VARY PRESSU

11、RE LOAD (250 HZ)TLOAD2, 200, 300, , 0, 0., 8.E-3, 250., -90.$ APPLY POINT LOAD OUT OF PHASE WITH PRESSURE LOAD$TLOAD2, 500, 600, , 0, 0., 8.E-3, 250., 90.$DAREA, 600, 11, 3, 1.$ COMBINE LOADS$DLOAD, 700, 1., 1., 200, 50., 500$ SPECIFY INTERGRATION TIME STEPSTSTEP, 100, 100, 4.0E-4, 1ENDDATA時間步數(shù)作用時間輸

12、出跳躍因子四、強迫運動 用于分析帶有地基加速度、位移和速度的輸入的受約束結(jié)構(gòu)。 直接指定法 例：一端固支的矩形結(jié)構(gòu)，在地基上受到沿Z方向頻率為250HZ的單位正弦脈沖加速度作用，使用直接方法，確定該結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)響應(yīng)。在地基上施加1000lb的大質(zhì)量，使用的結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù)：g=0.06，并將此阻尼轉(zhuǎn)化為在250HZ下的等效粘性阻尼。SOL 109TIME 30CENDTITLE = TRANSIENT RESPONSE WITH BASE EXCITATIONSUBTITLE = USING DIRECT TRANSIENT METHOD, NO REDUCTIONECHO = UNSORTEDSP

13、C = 200SET 111 = 23, 33DISPLACEMENT (SORT2) = 111VELOCITY (SORT2) = 111ACCELERATION (SORT2) = 111SUBCASE 1DLOAD = 500TSTEP = 100$BEGIN BULKPARAM, COUPMASS, 1PARAM, WTMASS, 0.00259$ SPECIFY STRUCTURAL DAMPINGPARAM, G, 0.06PARAM, W3, 1571.$ APPLY EDGE CONSTRAINTS$SPC1, 200, 12456, 1, 12, 23, 34, 45$ P

14、LACE BIG FOUNDATION MASS (BFM) AT BASE$CMASS2, 100, 1000., 23, 3$ RBE MASS TO REMAINING BASE POINTS$RBE2, 101, 23, 3, 1, 12, 34, 45$ APPLY LOADING TO FOUNDATION MASS$TLOAD2, 500, 600, , 0, 0.0, 0.004, 250., -90.$DAREA, 600, 23, 3, 2.588$ SPECIFY INTEGRATION TIME STEPS$TSTEP, 100, 200, 2.0E-4, 1ENDDA

15、TA五、隨機響應(yīng)分析 隨機振動是只能在統(tǒng)計意義下描述的振動。在任何給定的時刻，其振動的幅值都不是確切可知的；而相反，其振動幅值的統(tǒng)計特性（平均值、標準偏差）是給定的。 隨機響應(yīng)分析需要的輸入執(zhí)行控制段求解器：直接法（108）、模態(tài)法（111）工況控制段RANDOM（選擇模型數(shù)據(jù)集中的RANDPS、RANDT輸入卡以及有關(guān)頻率響應(yīng)的輸入卡，該段必須在子工況的上面出現(xiàn)）模型數(shù)據(jù)集段RANDPS（功率譜密度的詳細說明） RANDT1（頻率響應(yīng)的自相關(guān)時間滯后卡） 例：對于板模型，在Z方向強加一個基礎(chǔ)運動，該運動由表中的功率譜密度來描述。使用在邊界上附加大質(zhì)量的模態(tài)方法（通過RBE2卡） 需要確定下列

16、計算內(nèi)容： 在激勵位置（大質(zhì)量）處的響應(yīng)位移及加速度的功率譜密度。 在自由邊的中心及拐角處的位移功率譜密度。（節(jié)點33和35） 假設(shè)在整個頻率范圍內(nèi)的臨界阻尼比率為固定值3%。SOL 111$（模態(tài)求解法）TIME 30CENDTITLE= RANDOM ANALYSIS - BASE EXCITATIONSUBTITLE= USING THE MODAL METHOD WITH LANCZOSECHO= UNSORTEDSPC= 101SET 111= 33, 55, 9999ACCELERATION(SORT2, PHASE)= 111METHOD= 100FREQUENCY= 100SD

17、AMPING= 100RANDOM= 100DLOAD= 100BEGIN BULKPARAM,COUPMASS,1PARAM,WTMASS,0.00259$INCLUDE plate.bdf$GRID, 9999, , 0., 0., 0.$RBE2, 101, 9999, 12345, 1, 12, 23, 34, 45$SPC1, 101, 12456, 9999$CONM2, 6000, 9999, , 1.0E8$ EIGENVALUE EXTRACTION PARAMETERS$EIGRL, 100 , , 2000.TABDMP1, 100, CRIT,+, 0., .03, 10., .03, ENDT$ POINT LOADING AT TIP CENTER$RLOAD2, 100, 600, , , 310$TABLED1, 310,+, 10., 1., 1000., 1., END