ANSYS模態(tài)聲學
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-08
ANSYS模態(tài)聲學的視頻教程
ANSYS聲學仿真模塊簡介（濕模態(tài)仿真流程）
講解新版本標準聲學模塊及老版本聲學插件安裝、加載方法；通過一個具體的實例講解濕模態(tài)仿真基本流程。
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ANSYS模態(tài)聲學的實例教程
潛艇水下的振動模態(tài)，稱為水下潛艇的濕模態(tài)。</p>
<p>建模過程中需要建立流固耦合模型，其中流體為理想流體，滿足如下基本假設(shè)：</p>
<p>（1）流體是無粘和可壓縮的：</p>
<p>（2）聲波振幅相對較窄，這樣流體密度變化較??；</p>
<p>（3）波傳播與熱力學過程是絕熱的。</p>
<p>注：例子來自《<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/Ansys" class="jsk-anchor">ANSYS Workbench</a>設(shè)計、仿真與優(yōu)化 第3版》p61，原書中采用插入命令流方式實現(xiàn)流固耦合，之前寫過采用act插件實現(xiàn)，<a href="https://www.yqgqt.org.cn/post/1197433" target="_blank" title="水下潛艇濕模態(tài)分析(插入命令流與ACT對比)">水下潛艇濕模態(tài)分析(插入命令流與ACT對比)</a>。在<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/Ansys" class="jsk-anchor">ANSYS</a>高版本中，已經(jīng)帶有聲學<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/fea" class="jsk-anchor">模態(tài)分析</a>模塊Modal Acoustics，本文將采用該模塊來分析。
展開 本文從最簡單的直管出發(fā)，介紹聲腔模態(tài)的有限元仿真方法。
1 建模
兩端封閉直管內(nèi)的空氣模型如下圖所示：
2 材料參數(shù)
空氣的密度和聲速如下圖所示：
3 網(wǎng)格劃分
有限元模型如下圖所示：
4 分析設(shè)置
聲腔模態(tài)分析的設(shè)置如下：
5 分析結(jié)果
前六階非零模態(tài)頻率如下：
6 對比理論解
理論解如下，驗證了仿真結(jié)果的正確：
7 兩端封閉直管改為一端封閉、一端打開
只需要在分析設(shè)置上稍作修改，兩端封閉的直管就可以變?yōu)橐欢朔忾]一端打開的直管，如下圖所示：
8 分析結(jié)果
前六階非零模態(tài)頻率如下：
9 對比理論解
理論解如下，驗證了仿真結(jié)果的正確：
10 兩端封閉直管改為兩端打開
只需要在分析設(shè)置上稍作修改，兩端封閉的直管就可以變?yōu)閮啥舜蜷_的直管，如下圖所示：
11 分析結(jié)果
前六階非零模態(tài)頻率如下：
12 對比理論解
理論解如下，驗證了仿真結(jié)果的正確：
展開 本文使用聲學模塊求解水箱內(nèi)液面的晃蕩頻率。
1 建模
水箱內(nèi)有水，模型如下圖所示：
2
材料參數(shù)
水的密度和聲速如下圖所示：
3 網(wǎng)格劃分
有限元模型如下圖所示：
4 分析設(shè)置
液面晃蕩頻率分析的設(shè)置如下：
5 分析結(jié)果
液面延著長邊晃蕩頻率結(jié)果如下：
6 對比理論解
根據(jù)前人的研究，液面晃蕩頻率計算公式如下：
根據(jù)水箱的幾何特征，公式計算結(jié)果如下：
驗證了仿真結(jié)果的正確：
本文演示汽車聲腔，介紹聲腔模態(tài)的有限元仿真方法。
1 建模
汽車內(nèi)的空氣模型如下圖所示：
2 材料參數(shù)
空氣的密度和聲速如下圖所示：
3 網(wǎng)格劃分
有限元模型如下圖所示：
4 分析設(shè)置
聲腔模態(tài)分析的設(shè)置如下：
5 分析結(jié)果
前六階非零模態(tài)頻率如下：
6 考慮座椅的吸聲效應(yīng)
在以上設(shè)置的基礎(chǔ)上，考慮座椅的吸聲效應(yīng)，如下圖所示：
7 分析結(jié)果
前六階非零模態(tài)頻率如下：
南京安世亞太公司
本文使用聲學模塊求解圓柱水箱內(nèi)液面的晃蕩頻率，水箱安置在鋼結(jié)構(gòu)框架上，固定鋼結(jié)構(gòu)的底部。
1 建模
模型如下圖所示：
2 材料參數(shù)
水的密度和聲速如下圖所示：
3網(wǎng)格劃分
有限元模型如下圖所示：
4 分析設(shè)置
液面晃蕩頻率分析的設(shè)置如下：
5 分析結(jié)果
液面延著長邊晃蕩頻率結(jié)果如下：
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ANSYS模態(tài)聲學的最新內(nèi)容
模態(tài)分析介紹與案例（附帶完整建模及前后處理命令流）。模態(tài)分析的本質(zhì)就是研究系統(tǒng)的自由振動特性，確定一個結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型。而固有頻率和振型是承受動態(tài)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要參數(shù)，所以，模態(tài)分可以作為其它動力學分析問題的起點。ansys的模態(tài)分析是線性分析，任何非線性特性，例如塑性，接觸單元等，即使定義了也將被忽略。
?它的主要用途：
（1）避免共振或使結(jié)構(gòu)以特定頻率進行振動(例如橋梁設(shè)計)，
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習引擎蓋三維模型的處理
2、學習模態(tài)分析步的建立
3、學習模態(tài)分析的邊界條件的施加
4、學習模態(tài)分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench引擎蓋模態(tài)分析
<p>鋼筋采用link10單元，通過溫差法施加預(yù)應(yīng)變</p><p>幾何模型</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com
案例描述
在電子產(chǎn)品的振動與可靠性設(shè)計中，PCB 的模態(tài)分析至關(guān)重要。它用于確定電路板的固有頻率和振型，從而預(yù)測其在動態(tài)載荷下是否會發(fā)生共振，導(dǎo)致焊點失效、元件開裂或信號異常。本次將使用一塊電路板的模型來演示電路板的自然頻率/模態(tài)的提取過程，通過這一標準流程，可以明確識別出板上的脆弱區(qū)域，并為優(yōu)化布局、增加剛度或規(guī)避外部激勵頻率提供定量的工程依據(jù)。
分析目標
本案例旨在通過規(guī)范的有限元分析流程
[圖片]
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習飛機機翼三維模型的處理
2、學習預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析步的建立
3、學習預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析的邊界條件的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 飛機機翼預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有的分析文件
問題：
結(jié)構(gòu)模態(tài)計算對評估噪聲、振動、沖擊、疲勞等動力學工況，有非常大的幫助指導(dǎo)作用。在某些結(jié)構(gòu)（例如油箱）其內(nèi)部包含大量液體，對結(jié)構(gòu)模態(tài)會有顯著影響。本文對以簡化油箱案例對比幾種計算方式的不同，1.結(jié)構(gòu)模態(tài)（無油液）；2.分布質(zhì)量等效油液；3，質(zhì)量點等效油液；4，濕模態(tài)模擬油液；這里僅僅進行對比計算，至于準確性或最佳方法，還需要實驗驗證。
個人推薦，如果模型不是特別復(fù)雜，應(yīng)采用方法
Ansys Mechanical NVH 是 Ansys 公司開發(fā)的一款用于噪聲、振動與聲振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness）分析的軟件工具。
本次研討會從電磁激勵分析、振動沖擊分析、聲學分析、聲品質(zhì)優(yōu)化四個方面出發(fā)，介紹其完善的聲學求解器能力以及Mechanical NVH工具集等關(guān)鍵技術(shù)。
6月12日，Ansys
對于風扇葉片、螺旋槳類型的產(chǎn)品模態(tài)分析，往往采用循環(huán)對稱的方式來進行計算，這樣建立其中的一份，剩余的自動擴展計算就可以了，這樣可以極大的縮小網(wǎng)格數(shù)量，降低計算量。在ANSYS Workbench中如何設(shè)置操作設(shè)置循環(huán)對稱的方法呢？
在 ANSYS Workbench 中對風扇葉片、螺旋槳等循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析的步驟如下：
1. 幾何模型準備
創(chuàng)建基礎(chǔ)扇區(qū)，在
懸臂梁模態(tài)分析：作業(yè)5
1、 問題的提出
建立如圖1所示三維立體模型，并利用有限元軟件ANSYS對不同材料的懸臂梁進行模態(tài)分析。計算要求：底座下表面全約束，計算前五階自振頻率和振動模態(tài)，并且選用三種不同的網(wǎng)格密度，比較對模態(tài)和頻率的影響。
圖1 懸臂梁結(jié)構(gòu)圖
2、 建模和求解
2.1 建模及導(dǎo)入 ANSYS
