ansys仿真激勵(lì)的案例
發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)整車(chē)結(jié)構(gòu)噪聲混合仿真分析
摘 要：為解決整車(chē)開(kāi)發(fā)早期沒(méi)有載荷譜無(wú)法進(jìn)行整車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)噪聲預(yù)測(cè)的困境，本文采用多體進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力學(xué)分析，發(fā)動(dòng)機(jī)載荷，結(jié)合有限元仿真技術(shù)，對(duì)整車(chē)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)階次及overall分析，針對(duì)低頻轟鳴聲進(jìn)行TPA診斷優(yōu)化分析，結(jié)果證明仿真能反饋實(shí)車(chē)的主要問(wèn)題，能有效為整車(chē)NVH前期開(kāi)發(fā)提供有效的計(jì)算方法和指導(dǎo)方向。
關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)噪聲，多體，有限元，TPA
1.引言
發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)噪聲作為乘用車(chē)噪聲最大貢獻(xiàn)源[1][2]，一直是NVH工程師最大難題之一。為解決發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)噪聲，在不更改發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)件的情況下，眾多學(xué)者一直在不斷地做著各方面的研究和嘗試。近十年來(lái)，懸置系統(tǒng)解耦率分析方法已經(jīng)非常成熟[3][4]，對(duì)NVH工程應(yīng)用起到非常重要的指導(dǎo)作用。發(fā)動(dòng)機(jī)接附點(diǎn)模態(tài)動(dòng)剛度結(jié)構(gòu)有限元仿真與優(yōu)化[5][6]，避免了結(jié)構(gòu)剛性不足所帶來(lái)的結(jié)構(gòu)噪聲問(wèn)題。車(chē)身傳遞函數(shù)仿真分析優(yōu)化技術(shù)[7][8]，改善了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)結(jié)構(gòu)噪聲的放大傳遞作用。在應(yīng)用這些研究成果過(guò)程中發(fā)現(xiàn)所有的分析僅僅考慮到子系統(tǒng)本身的性能，但整車(chē)是一個(gè)整體系統(tǒng)，子系統(tǒng)本身性能良好，不代表著整車(chē)裝配后的整體性能良好。整車(chē)狀態(tài)的仿真分析也大部分在有前一階段的載荷數(shù)據(jù)后才能開(kāi)展分析工作。本文采用多體進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力學(xué)分析，發(fā)動(dòng)機(jī)載荷，結(jié)合有限元仿真技術(shù)，對(duì)整車(chē)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)階次分析，并合成overall。
2.仿真優(yōu)化方法理論
2.1傳遞路徑技術(shù)理論
圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)結(jié)構(gòu)噪聲模型
發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)結(jié)構(gòu)噪聲模型簡(jiǎn)化如圖1所示，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒爆發(fā)力引起整機(jī)振動(dòng)，經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)隔振后，對(duì)車(chē)身產(chǎn)生激勵(lì)力。激勵(lì)力經(jīng)車(chē)身進(jìn)行傳遞，經(jīng)過(guò)放大或衰減作用后產(chǎn)生響應(yīng)，通過(guò)人的觸覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)感受到發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)所引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)和噪聲。
展開(kāi) 如何在ANSYS WORKBENCH中施加分段函數(shù)激勵(lì)
本篇回答一位朋友提出來(lái)的問(wèn)題，說(shuō)明如何在ANSYS WOKRBENCH中施加分段函數(shù)激勵(lì)。
假設(shè)分段的分布載荷如下
該載荷施加在一長(zhǎng)方體的頂面上，作為分布力系施加。
下面說(shuō)明操作方法。
1. 創(chuàng)建一個(gè)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析系統(tǒng)
2.創(chuàng)建一長(zhǎng)方體，尺寸任意。
3.劃分網(wǎng)格
4.分析設(shè)置
設(shè)置兩個(gè)時(shí)間步，
第一步終止時(shí)間為1秒，打開(kāi)自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)，通過(guò)載荷步來(lái)定義載荷子步，初始子步10步，最小5步，最多20步。
再定義第二步如下
其含義是
第2步終止時(shí)間為2秒，打開(kāi)自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)，通過(guò)載荷步來(lái)定義載荷子步，初始子步10步，最小5步，最多20步.
5.固定左端
6.在上面施加分布載荷1
首先定義第一個(gè)載荷步內(nèi)的函數(shù)載荷
接著休眠期第二段（1-2秒內(nèi)的部分）
得到結(jié)果如下
7.在上面施加分布載荷2
接著休眠期第1段（0-1秒內(nèi)的部分）
得到結(jié)果如下
這就可以了。
至于后面的求解就不再贅述了。
來(lái)源：宋博士的博客，版權(quán)歸作者所有。
展開(kāi) ANSYS知識(shí)庫(kù) | Maxwell激勵(lì)設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問(wèn)題
來(lái)源于：ANSYS官網(wǎng)
ansys: 周期性載荷激勵(lì)下矩形板諧響應(yīng)分析 ￥50
ansys命令流，兩種方法：模態(tài)疊加法和完全法
1. 變形圖
2. 頻響曲線
ANSYS知識(shí)庫(kù) | Maxwell激勵(lì)設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問(wèn)題（二）
3、如何在Maxwell current激勵(lì)下設(shè)置電流突變（=0）設(shè)置?
定義一個(gè)變量zerotime
定義電流源帶變量
5*1.414*sin(2*pi*180*time+53.7*pi/180)*pwl(zerotime,time)
輸出/輸入電流波形，在0.0055s 時(shí)電流變?yōu)?.
ANSYS知識(shí)庫(kù) | Maxwell激勵(lì)設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問(wèn)題（一）
一，Maxwell激勵(lì)設(shè)置問(wèn)題：
1、Maxwell 3D如何出現(xiàn)“Current leak to the air”的報(bào)錯(cuò)信息？
問(wèn)題描述：
當(dāng)Maxwell3D仿真模型里面包含空心線圈的時(shí)候，有時(shí)候會(huì)報(bào)“Current leak to the air”的錯(cuò)誤信息，截圖如下：
錯(cuò)誤原因：
這是軟件的一個(gè)Bug，在V15之前直接報(bào)錯(cuò)，不提供錯(cuò)誤信息；V16以后，提供報(bào)錯(cuò)信息。
解決辦法：
空心線圈不要建立成360全模型，可以包含一個(gè)非常小的空隙。
虛擬路譜激勵(lì)的整車(chē)路躁仿真核心技術(shù)問(wèn)題
CDtire 模型和構(gòu)建層數(shù)原理圖
2.虛擬路譜的獲取
虛擬路譜是激勵(lì)源，需要把路面的不平度轉(zhuǎn)化為虛擬路譜進(jìn)行加載。這里面一般有兩個(gè)步驟：一是獲取路面的不平度原始數(shù)據(jù)，而是通過(guò)數(shù)據(jù)處理的方法把不平度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為虛擬路譜。路面不平度的還比較好獲取了，找到一個(gè)有相關(guān)技術(shù)能力的路譜掃面供應(yīng)商掃描即可。再進(jìn)行轉(zhuǎn)換成路譜。拿到的原始數(shù)據(jù)一般為路面的高程數(shù)據(jù)，需要轉(zhuǎn)化為虛擬路譜，即位移的功率譜密度函數(shù)（PSD）。
NVH虛擬路譜的獲取
3.虛擬路譜分析工況的建立
整車(chē)模型有了，虛擬路譜也準(zhǔn)備好了，但如何設(shè)定工況進(jìn)行加載呢？首先，激勵(lì)數(shù)據(jù)為位移的功率譜密度函數(shù)，所以整個(gè)仿真的結(jié)果也應(yīng)該是聲壓或者加速度的功率譜密度函數(shù)。其次，該分析本質(zhì)上也應(yīng)該是頻響分析SOL111。同時(shí)，考慮到一個(gè)輪胎上不止一個(gè)激勵(lì)點(diǎn)，也應(yīng)該考慮不同點(diǎn)之間的激勵(lì)的先后順序。最后，左右輪之間的激勵(lì)的相關(guān)關(guān)系也要考慮進(jìn)去。
4.仿真結(jié)果的處理和與實(shí)驗(yàn)的對(duì)比
仿真的結(jié)果其實(shí)是聲壓或者加速度的功率譜密度函數(shù)，首先需要把該結(jié)果轉(zhuǎn)化為dB（A）（聲壓結(jié)果的話）或者real（加速度結(jié)果）值。這個(gè)轉(zhuǎn)化得到的結(jié)果就可以與實(shí)驗(yàn)處理的結(jié)果進(jìn)行曲線對(duì)比了。其次，實(shí)驗(yàn)一般會(huì)有一個(gè)頻率段內(nèi)的RMS有效值，仿真也應(yīng)該根據(jù)結(jié)果曲線，處理得到該值，并與實(shí)驗(yàn)的RMS值進(jìn)行比較。
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來(lái)源于：ANSYS官網(wǎng)
ANSYS知識(shí)庫(kù) | Maxwell激勵(lì)設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問(wèn)題（二）
來(lái)源于：ANSYS官網(wǎng)
ANSYS知識(shí)庫(kù) | Maxwell激勵(lì)設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問(wèn)題（一）
一，Maxwell激勵(lì)設(shè)置問(wèn)題：
1、Maxwell 3D如何出現(xiàn)“Current leak to the air”的報(bào)錯(cuò)信息？
問(wèn)題描述：
當(dāng)Maxwell3D仿真模型里面包含空心線圈的時(shí)候，有時(shí)候會(huì)報(bào)“Current leak to the air”的錯(cuò)誤信息，截圖如下：
錯(cuò)誤原因：
這是軟件的一個(gè)Bug，在V15之前直接報(bào)錯(cuò)，不提供錯(cuò)誤信息；V16以后，提供報(bào)錯(cuò)信息。
解決辦法：
空心線圈不要建立成360全模型，可以包含一個(gè)非常小的空隙。
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二，網(wǎng)格剖分設(shè)置問(wèn)題：
1、如何使用Clone Mesh生成高質(zhì)量均勻網(wǎng)格？
問(wèn)題描述：
對(duì)于結(jié)構(gòu)有周期性變化的區(qū)域，如何生成高質(zhì)量均勻網(wǎng)格。
解決方法：
MaxwellV2014新增“Clone Mesh”功能，可對(duì)模型中的周期性變化區(qū)域生成高質(zhì)量均勻網(wǎng)格。
★ 選中具有區(qū)域周期性變化特性的部件“左鍵選中部件→右鍵單擊Assign Mesh Operations→Clone Mesh”。
★ 定義具有區(qū)域周期性變化特性部件的區(qū)域，外徑、內(nèi)經(jīng)、起始角度、終止角度、Clone數(shù)量、氣隙角度參數(shù)。相關(guān)參數(shù)說(shuō)明如下：
揚(yáng)聲器仿真高階應(yīng)用】Bl(x)和激勵(lì)頻率的關(guān)系，兼論另一種揚(yáng)聲器低頻失真仿真方法
揚(yáng)聲器仿真高階應(yīng)用】Bl(x)和激勵(lì)頻率的關(guān)系，兼論另一種揚(yáng)聲器低頻失真仿真方法
通常的Bl(x)都是通過(guò)靜態(tài)掃描得到的，和激勵(lì)信號(hào)無(wú)關(guān)。
在實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，音圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)會(huì)生成感應(yīng)電流，且磁路中的鐵件也會(huì)生成感應(yīng)電流。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，即感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。
所以在實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電流會(huì)略微影響磁場(chǎng)，從而影響B(tài)l值。所以Bl（x）和激勵(lì)信號(hào)的頻率相關(guān)。
可以采用Comsol或者Ansoft Maxwell軟件（屬于Ansys公司）來(lái)進(jìn)行仿真。
為減少計(jì)算規(guī)模，且只考慮揚(yáng)聲器低頻段。在軟件中仿真磁路，同時(shí)耦合運(yùn)動(dòng)微分方程，導(dǎo)入Kms（x）的曲線。 需要采用移動(dòng)網(wǎng)格，否則很難收斂。
得到幅值1A，100Hz的激勵(lì)電流下的Bl（x）循環(huán)。可以看到Bl（x）上下循環(huán)時(shí)變化較小，也就是運(yùn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電流對(duì)磁場(chǎng)影響很小。
由此，也可以衍生出另一種揚(yáng)聲器低頻失真仿真的方法。
得到位移的時(shí)域曲線
做快速傅里葉變換FFT。可以計(jì)算二次/三次諧波失真，最大位移，直流偏移等。如下圖100Hz的激勵(lì)信號(hào)，200Hz和300Hz的幅值/100Hz的幅值就是二次/三次諧波失真的數(shù)值。
歡迎關(guān)注微信公眾號(hào)：揚(yáng)聲器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真
展開(kāi) 激勵(lì)、仿真、調(diào)試到覆蓋率收斂，構(gòu)建高效RISC-V動(dòng)態(tài)驗(yàn)證閉環(huán)方案【5.15 直播預(yù)告】
感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時(shí)間：5月15日 周五，14:00-15:00
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
本課程將深度剖析RISC-V在現(xiàn)代SoC設(shè)計(jì)中的核心驗(yàn)證難點(diǎn)及挑戰(zhàn)，并重點(diǎn)介紹新思科技RISC-V相關(guān)的動(dòng)態(tài)驗(yàn)證方案，通過(guò)將STING的高效激勵(lì)生成能力與ImperasDV的精準(zhǔn)檢查能力與新思科技的VCS、Verdi深度融合，展示如何構(gòu)建一個(gè)涵蓋“激勵(lì)生成 - 高速仿真 - 深度調(diào)試 - 覆蓋率收斂”的仿真驗(yàn)證方案。
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范宇杰，新思科技資深應(yīng)用工程師，擁有多年SOC與CPU驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)，近年來(lái)專(zhuān)注于RISC-V生態(tài)系統(tǒng)及新思科技RISC-V及CPU相關(guān)驗(yàn)證方案的推廣與支持。
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展開(kāi) 我們?yōu)槭裁匆鎏摂M路譜激勵(lì)的整車(chē)路躁仿真？
來(lái)源：誤入CAE的程序員
作者:朱淑強(qiáng)
整車(chē)路躁分析當(dāng)然有很多的技術(shù)手段，依據(jù)激勵(lì)加載的不同，大致可以分為：TB接附點(diǎn)激勵(lì)加載，spindle加載和虛擬路譜的加載這三種手段方法。這三種路躁仿真方法的模型復(fù)雜程度逐級(jí)增加，激勵(lì)的輸入對(duì)實(shí)驗(yàn)的依賴(lài)逐級(jí)較少，仿真介入的時(shí)間逐級(jí)提前，評(píng)價(jià)的整車(chē)系統(tǒng)層級(jí)逐級(jí)增加，對(duì)整車(chē)研發(fā)的意義作用也逐級(jí)增大。所以，基于路譜的整車(chē)路躁分析手段和方法，將是必然趨勢(shì)，我將從以下幾點(diǎn)詳細(xì)闡述。
source: 2007 SAE
1.基于路譜的整車(chē)路躁分析，是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)
我們做NVH-CAE的仿真，最開(kāi)始必然是從一個(gè)部件的模態(tài)和剛度等開(kāi)始，然后隨著技術(shù)水平的提升，仿真精度的提高，開(kāi)始做一個(gè)子系統(tǒng)的仿真，例如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，座椅，開(kāi)閉件等等，并對(duì)這些子系統(tǒng)依次劃分目標(biāo)，仿真驗(yàn)證和優(yōu)化；當(dāng)子系統(tǒng)的仿真積累到一定程度，就會(huì)開(kāi)始慢慢的分析到Trim Body層級(jí)。TB和底盤(pán)之間有隔振的設(shè)計(jì)，可以視為一個(gè)整體，定義其傳遞函數(shù)和接附點(diǎn)傳遞力即能保證整車(chē)的振動(dòng)和噪聲目標(biāo)，所以有很長(zhǎng)一段時(shí)間主要在這個(gè)層級(jí)上面，主要因?yàn)橐环矫鎀B層級(jí)技術(shù)手段已經(jīng)成熟，解析精度還較可靠，另一方面初期國(guó)內(nèi)主機(jī)廠無(wú)底盤(pán)平臺(tái)研發(fā)能力，只能仿造和仿制，這樣只需保證TB的性能就能保證整車(chē)的性能了。但這一點(diǎn)正在慢慢打破，很多主機(jī)廠都開(kāi)始研發(fā)自己的底盤(pán)，即或是對(duì)底盤(pán)的變更，其變更程度也越來(lái)越大，這樣勢(shì)必需要對(duì)整車(chē)性能重新進(jìn)行預(yù)測(cè)和校調(diào)，從整車(chē)的角度來(lái)考慮性能水平，單單對(duì)TB層級(jí)的分析和預(yù)測(cè)，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)狀和需求了。另一個(gè)就是仿真精度和技術(shù)能力的提升。底盤(pán)建模和仿相比TB來(lái)說(shuō)還是要復(fù)雜一些，尤其是現(xiàn)在隨著輪胎的建模和仿真這一難點(diǎn)的解決，已經(jīng)完全突破了這些限制，并且解析精度越來(lái)越高，一些技術(shù)難點(diǎn)也基本攻克和解決，所以基于路譜的整車(chē)路躁分析將水到渠成。
展開(kāi) Ansys與全球合作伙伴F1 in Schools攜手，賦能并激勵(lì)新一代工程師
我們與Autodesk以及Ansys的合作伙伴關(guān)系，可幫助學(xué)生實(shí)踐如何結(jié)合團(tuán)隊(duì)協(xié)作和尖端工具來(lái)解決工程挑戰(zhàn)，這些技能將推動(dòng)他們?cè)趯W(xué)習(xí)和未來(lái)的職業(yè)生涯中不斷向前。”
Sonic Boom 團(tuán)隊(duì)在F1 in Schools的車(chē)輛設(shè)計(jì)
通過(guò)Ansys Discovery訪問(wèn)Ansys CFD解決方案，學(xué)生可以快速設(shè)計(jì)和優(yōu)化賽車(chē)，同時(shí)獲得實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。部分F1學(xué)生團(tuán)隊(duì)此前已有與Ansys合作的經(jīng)歷，其中包括德國(guó)團(tuán)隊(duì)Sonic Boom的成員。在上個(gè)賽季，Sonic Boom進(jìn)入了全球總決賽，并在一場(chǎng)備受矚目的淘汰賽中擊敗了16支強(qiáng)勁的賽車(chē)對(duì)手。
Sonic Boom團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)工程師Florian Wolf表示：“在設(shè)計(jì)過(guò)程中的某個(gè)時(shí)刻，我們意識(shí)到我們需要非常精確的仿真才能高效地開(kāi)展競(jìng)爭(zhēng)，所以我們聯(lián)系了Ansys。總的來(lái)說(shuō)，Ansys的網(wǎng)格劃分功能為我們的設(shè)計(jì)提供了良好的結(jié)果，并使我們獲得了豐富的專(zhuān)業(yè)仿真經(jīng)驗(yàn)。仿真也被用于我們最后的優(yōu)化步驟，涉及到運(yùn)行多次CFD迭代，以確保獲得完美的結(jié)果，從而設(shè)計(jì)出我們有史以來(lái)最好的賽車(chē)。”
Ansys首席技術(shù)官Prith Banerjee表示：“我們很榮幸能與F1 in Schools合作，推動(dòng)新一代工程師的創(chuàng)新、多元化和技能發(fā)展。此次合作有助于培養(yǎng)未來(lái)的工程領(lǐng)導(dǎo)者，為世界各地的學(xué)生創(chuàng)造公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，提供平等、具有包容性的實(shí)踐學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。”
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