節(jié)點模態(tài)貢獻量
關注創(chuàng)建者：CAE追夢者 創(chuàng)建時間：2020-04-02
節(jié)點模態(tài)貢獻量的實例教程
診斷后處理包括模態(tài)振型、模態(tài)貢獻量、板件/節(jié)點貢獻量、能量分析、傳遞路徑分析、能量流分析、設計靈敏度、階次分析、快速假設與對比（Study）、綜合集成診斷、仿真和實驗對標（MAC）等功能，全面和高效地診斷NVH分析結(jié)果。
NVHD后處理中的各類工具
NVHD中的診斷后處理是針對聲-固耦合的汽車NVH結(jié)果的分析工具，但其中的部分工具是完全適合于所有行業(yè)使用的，比如模態(tài)貢獻量、能量分析、傳遞路徑分析、能量流分析、設計靈敏度、仿真和實驗對標（MAC）等。其中模態(tài)貢獻量是最重要，也是最基本的診斷方法。只要是基于模態(tài)法頻率響應的分析結(jié)果，就可以使用模態(tài)貢獻量來識別出非密集模態(tài)情況下，對于響應峰值或整體頻域響應貢獻量最大的某幾階模態(tài)，從而引導工程師有針對性的去優(yōu)化結(jié)構，降低這幾階模態(tài)的貢獻量，從而達到降低結(jié)構響應峰值的目的。
模態(tài)是NVH最重要的物理量，模態(tài)貢獻量對于基于模態(tài)的頻響分析工況中都可以設置輸出，也可以通過簡單的添加輸出參數(shù)，利用原有的分析中，增加模態(tài)貢獻量的輸出。而其他的板件/節(jié)點貢獻量等則要求模型內(nèi)必須要包含聲腔模型。模態(tài)貢獻量通常被用來診斷模態(tài)密度較小頻率范圍的NVH問題，如整車振動的低頻階段。
查看對應頻率下的模態(tài)振型是排除NVH問題最直接、最簡單的方法，但是只看振型是不夠的，因為振型明顯的部件不一定是問題點，特別是到了模態(tài)密集的頻率段，很難通過直接觀察模態(tài)振型來判斷。由于現(xiàn)代線性振動理論的基礎是模態(tài)疊加原理，一個線性振動的系統(tǒng)響應，可以由很多階正交模態(tài)的振型與廣義坐標的組合疊加而成。這好比是任意一個函數(shù)都可以用無窮階正交的正余弦函數(shù)合成。
展開 - 表示第i塊板在響應點產(chǎn)生的聲壓
節(jié)點貢獻量基本原理與板塊貢獻量相似，只是在后處理中軟件會自動對貢獻量的值進行正則化處理。
1. 板塊貢獻量
板塊貢獻量分析需要在前處理過程中劃分板塊，基本方法是：
① 將面板包含節(jié)點建立節(jié)點集SET_GRID
② 建立板塊集PANEL，調(diào)用節(jié)點集id號
③ 使用PFPANEL卡片輸出板塊貢獻量
在輸出板塊貢獻量之后，可以使用HyperView中的NVH專屬后處理工具進行板塊貢獻量后處理。通過以下操作我們可以進入NVH 后處理界面。
此時菜單欄出現(xiàn)
選擇Modal/Panel Participation
2. 板塊貢獻量的可視化
板塊貢獻量的后處理方式與模態(tài)貢獻量后處理方式類似，可以參考上一期公眾號文章—模態(tài)貢獻量。
下圖是一個簡化模型示意圖，內(nèi)部包含流體聲腔，激勵位置與響應位置如圖所示，右側(cè)是板塊劃分示意圖。
在結(jié)果中選擇Panel Participation to Fluid Grid（Global），該選項的意思是將流體節(jié)點的響應分解為各個板塊的貢獻量。
以上圖中的流體節(jié)點頻率響應為例，選擇40Hz，輸出該頻率處響應的板塊貢獻量如下：
除此之外，也可以在結(jié)果中選擇System Modal Participation to panel(Global)，該選項的意思是將具體某個板塊的貢獻量分解到模態(tài)。
如下圖為板塊back在整個頻段上的響應。
可以選擇輸出頻率點101Hz處的模態(tài)貢獻量，如下：
3. 板塊貢獻量的響應研究
Study響應研究中，可以研究將其中某些板塊的貢獻量去除，然后查看整體響應的變化。這里我們假設排除back與bottom兩個板塊50%的貢獻量之后再查看響應曲線。
展開 模態(tài)貢獻量分析是基于結(jié)構模態(tài)的頻響分析，一般被用來分析診斷低頻振動問題，在汽車行業(yè)處理異響、抖動問題仿真分析中應用尤為顯著，如NTF優(yōu)化問題中等。通過板件模態(tài)貢獻量仿真分析我們可以找出各個板塊貢獻量的大小。各個板塊對響應點的聲壓貢獻不一樣，這就需要識別出峰值頻率下的各個板塊的貢獻量，找到對響應點聲壓正貢獻較大的板塊，通過對這些板件的結(jié)構修改，從而降低這些板塊對響應點的輻射能力，以此改善聲學環(huán)境。對于負貢獻的板塊其引起的聲壓與總聲壓相位相反，這些板塊的振動對總聲壓產(chǎn)生負的貢獻。對于板塊貢獻量很小的我們認為是中性板，意思就是這些板的振動對總聲壓影響不大可以忽略。
本節(jié)案例重點介紹板件貢獻量仿真分析。
單個峰值點板件貢獻量柱狀圖
單個峰值點板件貢獻量極坐標圖
全頻段模態(tài)貢獻量曲線圖
全頻段模態(tài)貢獻量沙圖
我們可以根據(jù)響應點得到的曲線，分析我們需要關注的峰值點，看看哪些板塊的貢獻量最大，然后單獨對這些板塊的結(jié)構進行優(yōu)化。本案例模型及相關操作見附件、收費內(nèi)容部分。
展開 模態(tài)貢獻量分析是基于結(jié)構模態(tài)的頻響分析，一般被用來分析診斷低頻振動問題，在汽車行業(yè)處理異響、抖動問題仿真分析中應用尤為顯著，如NTF優(yōu)化問題中等。 通過模態(tài)貢獻量仿真分析我們可以找出問題峰值是哪一階模態(tài)貢獻最大，它是正貢獻還是負貢獻。對正貢獻量大的模態(tài)進行抑制，對關注的峰值頻率進行優(yōu)化。
本節(jié)案例重點介紹模態(tài)貢獻量（模態(tài)參與因子MPF）仿真分析。
單個峰值點模態(tài)貢獻量柱狀圖
單個峰值點模態(tài)貢獻量極坐標圖
全頻段模態(tài)貢獻量曲線圖
全頻段模態(tài)貢獻量沙圖
我們可以根據(jù)響應點得到的曲線，分析我們需要關注的峰值點，看看哪一階模態(tài)的貢獻量最大，然后單獨對這一階模態(tài)進行優(yōu)化。本案例模型及相關操作見附件、收費內(nèi)容部分，凡購買本案例的朋友，結(jié)合附件中的模型及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。
展開 由于結(jié)構體的各板件貢獻度分析中其尺寸大小不一，直接將這些板件進行優(yōu)化設計，將會增大設計空間，且無法反映板件的局部貢獻，這樣即使得到貢獻度為正的板件，但是這些板件局部區(qū)域貢獻度為正還是為負不太清楚。節(jié)點貢獻度分析就是針對某些區(qū)域節(jié)點振動引起的聲壓占總聲壓的百分數(shù)，能夠有效識別結(jié)構局部區(qū)域?qū)憫c聲學貢獻量的一種重要手段。我們可以根據(jù)節(jié)點貢獻量分析出來的云圖快速找出正貢獻量較大的結(jié)構板件區(qū)域，從而極大的縮小了設計優(yōu)化區(qū)域。
本節(jié)案例重點介紹節(jié)點貢獻量仿真分析。
全頻段響應點噪聲響應曲線
峰值頻率32Hz處節(jié)點貢獻量云圖
峰值頻率73Hz處節(jié)點貢獻量云圖
峰值頻率199Hz處節(jié)點貢獻量云圖
我們可以結(jié)合需要選擇關注的峰值點，并導出相應的該峰值頻率下節(jié)點貢獻量云圖。從節(jié)點貢獻量云圖中找到貢獻量為正且較大的區(qū)域進行局部優(yōu)化，從而達到降低該頻率下響應點處的聲壓級，改善結(jié)構體內(nèi)的聲學環(huán)境。本案例模型及相關操作見附件、收費內(nèi)容部分，凡購買本案例的朋友，結(jié)合附件中的模型及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。
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由于結(jié)構體的各板件貢獻度分析中其尺寸大小不一，直接將這些板件進行優(yōu)化設計，將會增大設計空間，且無法反映板件的局部貢獻，這樣即使得到貢獻度為正的板件，但是這些板件局部區(qū)域貢獻度為正還是為負不太清楚。節(jié)點貢獻度分析就是針對某些區(qū)域節(jié)點振動引起的聲壓占總聲壓的百分數(shù)，能夠有效識別結(jié)構局部區(qū)域?qū)憫c聲學貢獻量的一種重要手段。我們可以根據(jù)節(jié)點貢獻量分析出來的云圖快速找出正貢獻量較大的結(jié)構板件區(qū)域
模態(tài)貢獻量分析是基于結(jié)構模態(tài)的頻響分析，一般被用來分析診斷低頻振動問題，在汽車行業(yè)處理異響、抖動問題仿真分析中應用尤為顯著，如NTF優(yōu)化問題中等。通過板件模態(tài)貢獻量仿真分析我們可以找出各個板塊貢獻量的大小。各個板塊對響應點的聲壓貢獻不一樣，這就需要識別出峰值頻率下的各個板塊的貢獻量，找到對響應點聲壓正貢獻較大的板塊，通過對這些板件的結(jié)構修改，從而降低這些板塊對響應點的輻射能力，以此改善聲學環(huán)境
模態(tài)貢獻量分析是基于結(jié)構模態(tài)的頻響分析，一般被用來分析診斷低頻振動問題，在汽車行業(yè)處理異響、抖動問題仿真分析中應用尤為顯著，如NTF優(yōu)化問題中等。 通過模態(tài)貢獻量仿真分析我們可以找出問題峰值是哪一階模態(tài)貢獻最大，它是正貢獻還是負貢獻。對正貢獻量大的模態(tài)進行抑制，對關注的峰值頻率進行優(yōu)化。
本節(jié)案例重點介紹模態(tài)貢獻量（模態(tài)參與因子MPF）仿真分析。
本貼原創(chuàng)，作者：AltairChina
上一期我們對HyperWorks NVHD模塊后處理工具中的模態(tài)貢獻量進行了詳細的介紹，本期我們將介紹板塊貢獻量和節(jié)點貢獻量。
對于有聲固耦合效應的分析，如NTF和路噪，噪聲是由與聲腔耦合面上的某些板塊的振動產(chǎn)生，所以解決噪聲峰值就必須找到對應頻率下哪塊板塊的振動貢獻最大，由于存在相位角的不同，所以還存在正負貢獻之分。
板塊貢獻量幫助用戶快速定位哪些板塊的振動會導致聲腔噪聲
診斷后處理包括模態(tài)振型、模態(tài)貢獻量、板件/節(jié)點貢獻量、能量分析、傳遞路徑分析、能量流分析、設計靈敏度、階次分析、快速假設與對比（Study）、綜合集成診斷、仿真和實驗對標（MAC）等功能，全面和高效地診斷NVH分析結(jié)果。
