板件模態(tài)貢獻(xiàn)量的案例
基于optistruct模態(tài)貢獻(xiàn)量仿真分析-02 ￥60
模態(tài)貢獻(xiàn)量分析是基于結(jié)構(gòu)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(yīng)用尤為顯著，如NTF優(yōu)化問題中等。通過板件模態(tài)貢獻(xiàn)量仿真分析我們可以找出各個板塊貢獻(xiàn)量的大小。各個板塊對響應(yīng)點(diǎn)的聲壓貢獻(xiàn)不一樣，這就需要識別出峰值頻率下的各個板塊的貢獻(xiàn)量，找到對響應(yīng)點(diǎn)聲壓正貢獻(xiàn)較大的板塊，通過對這些板件的結(jié)構(gòu)修改，從而降低這些板塊對響應(yīng)點(diǎn)的輻射能力，以此改善聲學(xué)環(huán)境。對于負(fù)貢獻(xiàn)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(fù)的貢獻(xiàn)。對于板塊貢獻(xiàn)量很小的我們認(rèn)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(diǎn)介紹板件貢獻(xiàn)量仿真分析。
單個峰值點(diǎn)板件貢獻(xiàn)量柱狀圖
單個峰值點(diǎn)板件貢獻(xiàn)量極坐標(biāo)圖
全頻段模態(tài)貢獻(xiàn)量曲線圖
全頻段模態(tài)貢獻(xiàn)量沙圖
我們可以根據(jù)響應(yīng)點(diǎn)得到的曲線，分析我們需要關(guān)注的峰值點(diǎn)，看看哪些板塊的貢獻(xiàn)量最大，然后單獨(dú)對這些板塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。本案例模型及相關(guān)操作見附件、收費(fèi)內(nèi)容部分。
展開 【OptiStruct要領(lǐng)】模態(tài)貢獻(xiàn)量
診斷后處理包括模態(tài)振型、模態(tài)貢獻(xiàn)量、板件/節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)量、能量分析、傳遞路徑分析、能量流分析、設(shè)計(jì)靈敏度、階次分析、快速假設(shè)與對比（Study）、綜合集成診斷、仿真和實(shí)驗(yàn)對標(biāo)（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(xiàn)量、能量分析、傳遞路徑分析、能量流分析、設(shè)計(jì)靈敏度、仿真和實(shí)驗(yàn)對標(biāo)（MAC）等。其中模態(tài)貢獻(xiàn)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(yīng)的分析結(jié)果，就可以使用模態(tài)貢獻(xiàn)量來識別出非密集模態(tài)情況下，對于響應(yīng)峰值或整體頻域響應(yīng)貢獻(xiàn)量最大的某幾階模態(tài)，從而引導(dǎo)工程師有針對性的去優(yōu)化結(jié)構(gòu)，降低這幾階模態(tài)的貢獻(xiàn)量，從而達(dá)到降低結(jié)構(gòu)響應(yīng)峰值的目的。
模態(tài)是NVH最重要的物理量，模態(tài)貢獻(xiàn)量對于基于模態(tài)的頻響分析工況中都可以設(shè)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(xiàn)量的輸出。而其他的板件/節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)量等則要求模型內(nèi)必須要包含聲腔模型。模態(tài)貢獻(xiàn)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(yīng)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?yàn)檎裥兔黠@的部件不一定是問題點(diǎn)，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(chǔ)是模態(tài)疊加原理，一個線性振動的系統(tǒng)響應(yīng)，可以由很多階正交模態(tài)的振型與廣義坐標(biāo)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。
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模態(tài)貢獻(xiàn)量分析是基于結(jié)構(gòu)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(yīng)用尤為顯著，如NTF優(yōu)化問題中等。 通過模態(tài)貢獻(xiàn)量仿真分析我們可以找出問題峰值是哪一階模態(tài)貢獻(xiàn)最大，它是正貢獻(xiàn)還是負(fù)貢獻(xiàn)。對正貢獻(xiàn)量大的模態(tài)進(jìn)行抑制，對關(guān)注的峰值頻率進(jìn)行優(yōu)化。
本節(jié)案例重點(diǎn)介紹模態(tài)貢獻(xiàn)量（模態(tài)參與因子MPF）仿真分析。
單個峰值點(diǎn)模態(tài)貢獻(xiàn)量柱狀圖
單個峰值點(diǎn)模態(tài)貢獻(xiàn)量極坐標(biāo)圖
全頻段模態(tài)貢獻(xiàn)量曲線圖
全頻段模態(tài)貢獻(xiàn)量沙圖
我們可以根據(jù)響應(yīng)點(diǎn)得到的曲線，分析我們需要關(guān)注的峰值點(diǎn)，看看哪一階模態(tài)的貢獻(xiàn)量最大，然后單獨(dú)對這一階模態(tài)進(jìn)行優(yōu)化。本案例模型及相關(guān)操作見附件、收費(fèi)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(guān)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(gòu)體的各板件貢獻(xiàn)度分析中其尺寸大小不一，直接將這些板件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，將會增大設(shè)計(jì)空間，且無法反映板件的局部貢獻(xiàn)，這樣即使得到貢獻(xiàn)度為正的板件，但是這些板件局部區(qū)域貢獻(xiàn)度為正還是為負(fù)不太清楚。節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)度分析就是針對某些區(qū)域節(jié)點(diǎn)振動引起的聲壓占總聲壓的百分?jǐn)?shù)，能夠有效識別結(jié)構(gòu)局部區(qū)域?qū)憫?yīng)點(diǎn)聲學(xué)貢獻(xiàn)量的一種重要手段。我們可以根據(jù)節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)量分析出來的云圖快速找出正貢獻(xiàn)量較大的結(jié)構(gòu)板件區(qū)域，從而極大的縮小了設(shè)計(jì)優(yōu)化區(qū)域。
本節(jié)案例重點(diǎn)介紹節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)量仿真分析。
全頻段響應(yīng)點(diǎn)噪聲響應(yīng)曲線
峰值頻率32Hz處節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)量云圖
峰值頻率73Hz處節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)量云圖
峰值頻率199Hz處節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)量云圖
我們可以結(jié)合需要選擇關(guān)注的峰值點(diǎn)，并導(dǎo)出相應(yīng)的該峰值頻率下節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)量云圖。從節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)量云圖中找到貢獻(xiàn)量為正且較大的區(qū)域進(jìn)行局部優(yōu)化，從而達(dá)到降低該頻率下響應(yīng)點(diǎn)處的聲壓級，改善結(jié)構(gòu)體內(nèi)的聲學(xué)環(huán)境。本案例模型及相關(guān)操作見附件、收費(fèi)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(guān)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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某型純電動大客車NVH性能分析及優(yōu)化
圖2.1 電機(jī)右前懸置點(diǎn)在最后一排座椅處的噪聲傳遞函數(shù)
3板件、模態(tài)貢獻(xiàn)量分析
針對大客車最后一排位置在頻率80Hz處產(chǎn)生較高的峰值，進(jìn)行板件貢獻(xiàn)量分析和模態(tài)貢獻(xiàn)量分析。模態(tài)貢獻(xiàn)量在OptiStruct中基于模態(tài)法的頻響分析通過CONTROL CARD - PFMODE輸出；板件貢獻(xiàn)量分析需要先進(jìn)行板件的劃分，依據(jù)車身板件實(shí)際的布置情況將車身劃分為30個不同的板塊，再使用CONTROL CARD - PFPANEL卡片輸出板塊貢獻(xiàn)量，板件劃分如下圖所示。
圖3.1 板件劃分
HyperView有NVH的專屬后處理分析工具，其中包含模態(tài)貢獻(xiàn)量和板件貢獻(xiàn)量分析。由板件貢獻(xiàn)量可知在激勵電機(jī)右前懸置點(diǎn)在最后一排位置80Hz處，板件貢獻(xiàn)量最大的前三個是地板中后部分，階梯及右邊第三個玻璃，頂棚后部的貢獻(xiàn)量為負(fù)值，其他板件的貢獻(xiàn)量較小不再一一描述；
圖3.2 電機(jī)右前懸置點(diǎn)在最后一排的板件貢獻(xiàn)量、模態(tài)貢獻(xiàn)量
再根據(jù)模態(tài)貢獻(xiàn)量分析可得到，在82Hz處模態(tài)貢獻(xiàn)量最大的是356階、265階、347階等為正貢獻(xiàn)量，對正貢獻(xiàn)量大的模態(tài)進(jìn)行抑制，將更有效的解決峰值過大問題。如下圖所示，聯(lián)合板件貢獻(xiàn)量和模態(tài)貢獻(xiàn)量我們可以確定需要優(yōu)化的板件。
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