動剛度分析的案例
基于懸置支架動剛度分析的整車NVH性能分析及改進
因此動力總成懸置支架的動態特性分析顯得非常重要。
動剛度是動載荷下抵抗變形的能力，動剛度不足將對車身結構件疲勞壽命和整車乘坐舒適性產生非常不利的影響。整車在行駛過程中，會受到各種各樣的動載荷的作用，當動載荷與車身結構的動力學特性接近時，即動載荷的某分量與車身結構的某階模態的固有頻率接近時，將可能引發結構共振產生較高的動應力，導致車身結構的疲勞破壞；動剛度對乘坐舒適性的影響主要表現在NVH性能上，一般而言，車身對激振源的響應越小（如響應所產生的振動位移越小），NVH性能越舒適，有經驗的試車員甚至能夠通過通過NVH主觀評價判定車身、懸置支架等結構動剛度的不足。
通過動剛度分析，可以較早的預測結構動態設計的不足，如果發現問題在整車開發的前期，可以很容易的修改結構，如若在后期發現問題，則各種車身結構的修改空間很小，僅靠調整懸置元件的剛度等參數來改善汽車動態特性，則增加了解決問題的難度。所以在動力總成懸置系統開發過程中，進行懸置支架的動剛度分析是非常有必要的。
2 動剛度基本理論
頻率響應分析可以實現對結構的動態特性分析,預測結構的持續動力特性,驗證設計能否克服共振、疲勞及其受迫振動引起的結構破壞，是計算線形結構在穩態振動激勵下的響應的方法。對于線彈結構,一般采用粘性阻尼或結構阻尼振動系統，阻尼的作用主要是轉移系統的能量，結構阻尼主要是由于不完全彈性的結構材料的內摩擦和在結構的固定連接處，接觸面之間的摩擦力引起的。根據汽車的結構形式,對汽車車身采用結構阻尼系統。在車身仿真分析中,車身的局部剛度常采用速度導納進行評價。對于速度頻率響應分析,常把載荷輸入點與響應點取同一點,稱為Driving Point Mobility,簡稱為Point Mobility。
展開 基于發動機懸置動剛度分析的車內降噪研究
NVH測試結果顯示發動機右懸置支架Z向動剛度偏低。采用Altair HyperWorks軟件對發動機右懸置進行動剛度分析，基于動力總成懸置系統剛度匹配原則，結構參數敏感性分析，并考慮裝配及焊接工藝等因素，提出一個較為合理的改進方案。改進方案裝車后NVH測試結果表明車內噪聲明顯降低，發動機轉速為3315rpm時降了4.3dB，3671rpm時降了10dB，3860rpm時降了4.5dB。車身振動主觀感覺亦有明顯減弱。
陳秀_基于發動機懸置動剛度分析的車內降噪研究.pdf
Opstruct基于模態分析的掃頻分析、隨機振動分析、動剛度分析（模態法、直接法） ￥100
利用Hypermesh中Opstruct模塊求解模態分析，并在模態分析的基礎之上，依次建立掃頻分析和隨機振動分析。動剛度分析（模態法、直接法）。
基于模態頻率下單位動載荷原點動剛度及加速度導納(IPI)分析-01 ￥15
連接點動剛度是室內怠速噪聲與路面噪聲的重要影響因素。研究表明，反映連接點動剛度特性的原點加速度導納 IPI 對室內聲壓響應起主導作用，雖然車身內飾和室內空腔也影響室內聲壓，但若加速度導納特性差則很難通過后期其他的優化方法來達到提升整車NVH能的目的。因此車身各個安裝點的動剛度對車內振動和噪聲有著巨大的影響，對動剛度進行分析和優化具有十分重要的工程意義。高的接附點動剛度提升了安裝點動剛度和安裝點隔振襯套的剛度比，同時增加了安裝點對發動機、路面激勵的隔振作用。（摘要引用于百度文庫“車身接附點動剛度的研究”）
模型信息：
IPI(Input Point Inertance)分析是在一定頻率范圍內通過在加載點施加單位力作為輸入激勵，同時將該點作為響應點，測得該點在對應頻率范圍內的加速度導納。
上式又可寫為：
前處理：Hypermesh 14.0
求解器：Optistruct
后處理：Hypergraph 14.0
減震器左連接接觸附點
結果信息：
加速度原點導納（IPI）
原點動剛度（Kd）
本案例僅提供模型文件結果文件及相關指導，凡購買的朋友針對本案例仿真實現上有什么疑問可以私信。
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基于模態頻率下單位動載荷原點動剛度及加速度導納(IPI)分析-02 ￥65
連接點動剛度是室內怠速噪聲與路面噪聲的重要影響因素。研究表明，反映連接點動剛度特性的原點加速度導納 IPI 對室內聲壓響應起主導作用，雖然車身內飾和室內空腔也影響室內聲壓，但若加速度導納特性差則很難通過后期其他的優化方法來達到提升整車NVH能的目的。因此車身各個安裝點的動剛度對車內振動和噪聲有著巨大的影響，對動剛度進行分析和優化具有十分重要的工程意義。高的接附點動剛度提升了安裝點動剛度和安裝點隔振襯套的剛度比，同時增加了安裝點對發動機、路面激勵的隔振作用。
IPI(Input Point Inertance)分析是在一定頻率范圍內通過在加載點施加單位力作為輸入激勵，同時將該點作為響應點，測得該點在對應頻率范圍內的加速度導納。
上式又可寫為：
前處理：Hypermesh 14.0
求解器：Optistruct
后處理：Hypergraph 14.0
需要計算IPI與原點動剛度的位置主要包括以下幾點：
動力總成（懸置）連接點(x, y, z三個方向)；
排氣系統掛鉤連接點(x, y, z三個方向)；
傳動軸系支撐點(x, y, z三個方向)；
底盤阻尼器連接點(x, y, z三個方向)；
底盤彈簧連接點(x, y, z三個方向)；
底盤搖臂連接點(x, y, z三個方向)；
冷卻模塊與車身連接點(x, y, z三個方向)；
等等。
本案例以減震器左連接接觸附點Z向為例，其它接觸附點、其它方向（X/Y）依次類推，1KN/mm、10KN/mm、100KN/mm目標剛度曲線，掃頻范圍0-200Hz。
展開 NVH仿真教程-車身原點動剛度分析與后處理
使用軟件：
前處理：Hypermesh 14.0
求解器：Nastran 2017
后處理：Hypergraph 14.0
目錄
摘要
加速度導納IPI求解過程
IPI加速度導納結果后處理
原點動剛度后處理
摘要
今天要給大家分享的是如何對內飾車身關鍵點進行原點動剛度仿真分析以及后處理的方法。
加速度導納IPI求解過程
在使用Nastran作為求解器時，我們并不能直接求解出激勵點處的原點動剛度。從上一次分享中，我們知道了激勵點處的加速度導納IPI與動剛度kd 有以下關系：
1）
所以，在分析過程中，我們會先通過Nastran計算出激勵點處的原點加速度導納，然后通過加速度數據后處理反推出原點動剛度。
加速度導納IPI分析設置
所以，第一步我們先來求解出原點處的加速度導納IPI，由公式 1）可知，原點加速度導納IPI為激勵力與激勵點處加速度響應在頻域上的比值，本質上是一種傳遞函數，只是IPI求解的傳遞函數中激勵點與響應點為同一個位置，所以詳細的設置過程與前幾次分享的 “內飾車身(TB)聲振靈敏度分析”，幾乎一模一樣，在這里就不再重復給出分析設置過程了。主要講講一些特別需要注意的問題。
展開 IPI分析(源點動剛度分析)與python解析punch文件
“ 本文將就IPI分析做簡要的介紹, 并采用python解析punch文件, 自動求解平均動剛度。”
01
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概述
IPI分析：源點導納（InputPoint Inertance）分析。
在一定頻率范圍內通過在加載點施加單位力作為輸入激勵，同時將該點作為響應點，測得該點在該頻率范圍內的加速度作為輸出響應，單位為(mm/s2)/N。用于考察該點的局部動剛度。
使用IPI分析考察的主要是接附點, 所謂接附點即柔性連接的位置, 如橡膠襯套, 液壓懸置等. 這些柔性連接部件的剛度要遠小于兩側的被連接結構, 可阻斷兩側結構振動的傳遞.
展開 基于Hyperworks-OptiStruct 做的IPI（原點加速度導納/動剛度）分析的頭文件 ￥10
還有一個簡單的模型modal（相關激勵點和響應點都是我隨便點選的），可以根據自己的需要，用hypermesh導入模型，重新renumber這些點即可。
使用方法：用hypermesh導入自己的模型，把需要計算的點重新renumber一下就行了（節點編號，用記事本打開我的頭文件就知道了），然后導出模型。用記事本打開自己的模型，添加一行include這個IPI的語句即可（如果不知道怎么添加，用記事本打開我的modal模型，看看我那一行就知道了），記得要把模型文件和頭文件放在同一個文件夾里。
如果還有疑問，私信我就行，我看到都會回復的
基于SFE全參數化副車架多學科優化設計
三、性能分析
副車架的性能分析包括強度分析、模態分析、動剛度分析、疲勞分析等。
3.1 強度分析
強度分析采用慣性釋放法，考察工況根據公司內部規范進行，一般包括常規工況和極限工況。首先進行初始性能分析，然后根據受力狀態和分析結果進行篩選用于多學科優化分析中的分析工況（當然不進行工況篩選包絡，用全部工況用于多學科優化亦可以）。本例中為工況5、8用于多學科優化分析。
3.2 模態分析
副車架采用自由模態分析，校核第一階模態。
3.3 動剛度分析
本例中副車架共考察6個接附點動剛度。具體多學科優化分析時需要考察哪些安裝點的動剛度值，需要根據變量位置進行評估，當然如果不確定是否有影響，可以把所有安裝點的動剛度作為多學科優化時考察的性能。
3.4 疲勞性能
副車架疲勞分析可以進行基于道路譜載荷或臺架載荷。疲勞性能可以作為校核性能，不在多學科優化時考慮。（當然亦可以在多學科優化時考慮疲勞性能，具體方法如車輪多學科系列文章所述）。本例中多學科優化時不考慮疲勞分析。疲勞分析作為校核工況在進行分析。
四。SFE全參數化模型
SFE可參對象包括：InfluencePoints(IP點)：包括基點/輔助點的空間坐標；線上點的曲線特征參數。Lines(線)：切角。BaseSections(基礎截面)：截面點的坐標；片段切角。LocalSections(局部截面)：沿基線的曲線特征參數；沿三軸的轉動；沿三個方向的移動；面內兩方向的縮放。PID/MAT(屬性/材料)：殼單元厚度，材料屬性。
通過對以上對象進行參數化，可以優化截面形狀，梁系位置\形狀，關鍵接頭尺寸，部件厚度，材料等。
展開 基于nastran做的IPI（原點加速度導納/動剛度）分析的頭文件/include文件 ￥10
還有一個簡單的模型modal（相關激勵點和響應點都是我隨便點選的），可以根據自己的需要，用hypermesh導入模型，重新renumber這些點即可。
使用方法：用hypermesh導入自己的模型，把需要計算的點重新renumber一下就行了（節點編號，用記事本打開我的頭文件就知道了），然后導出模型。用記事本打開自己的模型，添加一行include這個IPI的語句即可（如果不知道怎么添加，用記事本打開我的modal模型，看看我那一行就知道了），記得要把模型文件和頭文件放在同一個文件夾里。
如果還有疑問，私信我就行，我看到都會回復的
使用ABAQUS插件計算punch文件
在IPI分析(源點動剛度分析)與python解析punch文件中, 我們探討了源點平均動剛度求解方法, 并使用python實現了punch文件的自動解析, 解放雙手節約時間, 讓我們的時間可以用來做一些更有意義的事情, 比如玩會游戲......
在具備了以上基礎之后, 我們就可以愉快的進行這個別扭的小插件的開發了. 盡管思路比較曲折, 但是使用體驗還是非常良好的. 最大的缺點就是ABAQUS過于重量級.....而我喜歡輕量化的東西, 不管了, 先這樣吧.
02
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GUI開發
首先我們需要選擇一個待解析的.pch文件
還需要一個用于存放動剛度曲線圖的文件夾
并輸入我們的求解頻率區間
該部分可以使用ABAQUS RSG插件制作工具完成初步設計.
難點在于如何選擇文件夾.
相同的問題在使用python進行ABAQUS批處理-Gui代碼中已經有過討論, 此處不再贅述.
03
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kernel開發
kernel開發在IPI分析(源點動剛度分析)與python解析punch文件中.
展開 
隔振墊動剛度參數獲取及仿真
在ANSYS中使用COMBIN14單元（彈簧-阻尼單元），分別輸入剛度 K′ 和阻尼系數 C。在abaqus中使用Spring單元定義剛度 K′，并附加Dashpot單元定義阻尼 C。若動剛度隨頻率變化，需通過表格或函數輸入不同頻率下的 K′和 C。
示例
在ANSYS中設置彈簧-阻尼單元，假設測得某頻率下的動剛度K?=1000+j200?N/mm，那么儲能剛度K′=1000N/mm，直接輸入到COMBIN14的剛度參數中。損耗剛度K′′=200?N/mm，轉換為粘性阻尼系數C=K′/ω=200/2πf，需根據當前分析頻率 f 計算。（例如，在 f=50?Hz，C=0.64）
展開 NVH_動剛度的定義
對于線性系統，剛度表示為作用在系統上的載荷力F與其受力變形量D之間的比值。正如系統的模態參數（振型，頻率與阻尼），剛度也是系統的固有特性，它不受外界載荷和響應的影響。在系統中施加靜力載荷并測量位移響應，兩者之比就可以得到系統的靜剛度，表達式如下：
K=F/D
其中，k為靜剛度，單位N/mm；
D為位移響應，單位mm；
F為載荷，單位N。
當在系統中施加動態載荷（載荷隨頻率變化而變化）并測量位移響應，兩者之比就可以得到系統的動剛度，動剛度表達式推導如下。
對于一個單自由度彈性阻尼系統，其動力學方程為：
將位移響應x與激勵力f設為：
將上式代入振動方程可得動剛度的表達式為：
從動剛度的表達式可以看出，動剛度是與激勵頻率有關的函數，剛度值隨著頻率ω的變化而改變，而不再是一個固定值，其中包含著實部和虛部，其幅值為：
當激勵頻率ω=0時，動剛度與靜剛度相等，說明靜剛度是動剛度的一種特殊情況。
從動剛度的幅值表達式可以看出，動剛度的值除了與系統靜剛度k和激勵頻率ω有關外，還與系統的質量m和阻尼c有關。當系統在某一頻率段內出現動剛度不足需要對系統進行優化的時候，可以從提高系統靜剛度，調整質量，增加阻尼，改變激勵頻率等方向對系統進行針對性優化，達到提高系統動剛度的目的。
展開 nvh_動剛度曲線出圖
1、按如下輸出pch文件格式
2、接附點名稱管理如下：
3、加速度值處理如下：
4、自動輸出50hz-200hz的ipi曲線
5、自動統計平均動剛度值
CAE技術在電池領域的應用
1、靜剛度分析
靜剛度分析是CAE分析的一大分支，大致原理就是對物體施加一個載荷，看物體有多大變形。具體到電池包，衍生出一個工況，稱為4g強度。需要約束電池包所有的安裝點，分別對電池包施加X/Y/Z三個方向的加速度，大小為4g，這個工況考察的是電池包系統本身的結構強弱，因此結果也是要求，電池包在這種情況下不能出現零件斷裂，保護電池包系統的結構在車輛在失重狀態下的安全性。
2、動剛度分析
動剛度分析也稱模態分析，這是一般結構分析的基本工況。用來考察電池包的本身結構特性-共振頻率，要求電池系統不能輕易的被激勵起共振現象，所以我們一般也會定義一個下限值，要求第一階模態不低于某個值，從而避免共振的發生，保護電池系統的結構在低階激勵（如發動機怠速激勵）的安全性。
3、隨機振動分析/疲勞分析
電池包有個測試試驗，叫隨機振動測試（GB31467.3-2015）。這個試驗也就是為了測試電池系統在某個功率譜密度的測試中是否會出現累積損傷，也是為了保護電池系統結構在長期使用中被各種外在激勵蹂躪后的安全性。
4、上蓋承重剛度分析
也稱為抗壓分析。電池包安裝在車底或者后備箱下面，電池包在生產、搬運、安裝、使用過程中，總是不可避免地會受到外在擠壓，尤其是上蓋。而上蓋和內部的模組之間的距離一般較小，為了防止上蓋受外力變形擠壓到模組，必須保證上蓋的剛度足夠大，以此保證模組不受“侵犯”。
5、靜態擠壓分析
電池包有一個擠壓的測試試驗，考量的是車輛這激烈碰撞中，障礙物侵入到電池包內部，是否會引起電池包大變形，進而使得電池起火發生爆炸。
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