ansys噪聲分析如何的案例
電機振動噪聲建模分析：ANSYS電機振動噪聲分析
噪聲、振動與聲振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness）(在~20Hz-20kHz之間)的常見術語。引起這些振動的力可以來自許多來源。對于電機來說，這些力可能是驅動轉子軸的磁力，也可能是更大的驅動系統的一部分，比如軸承和/或齒輪。
圖1 汽車NVH示意圖
噪聲是電機的一個熱門話題，而諸如重量和成本降低等競爭性需求會帶來工程挑戰，如果不加以解決，可能會影響客戶滿意度和產品接受度，使用ANSYS工具將為如何全面解決電機噪聲提供工程指導。
1. 問題分析
本例以永磁同步電機模型為例。在Maxwell 2D中，利用該電機的1/8模型，計算定子內表面徑向和切向磁拉力；然后在ANSYS Mechanical中進行該電機三維定子的諧響應分析；最后在ANSYS Harmonic Acoustic中進行三維聲場分析。在Workbench中，Maxwell中計算的定子內表面徑向和切向磁拉時域力密度分布，作為激勵源，耦合到Mechanical 中進行頻域的諧響應分析；諧響應分析的結果，作為激勵耦合到ANSYS Harmonic Acoustic 中，作為噪聲分析的激勵。
幾何模型
圖2 模型示意圖
材料參數
，仿真過程中使用的材料為默認的結構鋼
2. 電磁力計算
圖3 1/8電機模型
分析模型為 Prius 電機的二維分析模型，建立Maxwell 2D分析流程。
打開【Workbench】->【Toolbox】->【Analysis Systems】，添加一個Maxwell 2D分析系統。
展開 電機振動噪聲建模分析:基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析
電動機與發電機等電力設備的噪聲起因很多，有電磁振動噪聲、機械噪聲及流致噪聲等等，本文通過ANSYS公司的官方案例為操作背景，詳細介紹如何將作用在定子上的瞬態電磁力作為結構諧響應分析的載荷計算振動噪聲。
1.電磁模型建立與分析
如圖1所示為一個電機模型，電機的額定輸出功率為550W，額定電壓為220V，極對數為4，定子齒數為24個，轉子的轉速為1500rpm，求電磁振動產生的噪聲大小。
本算例使用的模塊如下：
RMxprt模塊：建立電機類型；
Maxwell模塊：2D瞬態電磁場計算；
Structural 模塊：3D諧響應分析計算；
Acoustics ACT模塊：噪聲計算
注：Acoustics ACT模塊需要單獨安裝，請用戶到官方網站上自行下載。
圖1 電機模型
電機的電路模型如圖2所示。
圖2 電機電路模型
1）啟動Workbench。在Windows XP下單擊“開始”→“所有程序”→ANSYS15→Workbench15命令，即可進入Workbench主界面。
2）保存工程文檔。進入Workbench后，單擊工具欄中的按鈕，將文件保存為“zhendongzaosheng.wbpj”，單擊Getting Started窗口右上角的（關閉）按鈕將其關閉。
3）雙擊Toolbox→Analysis System→RMxprt模塊建立項目A，如圖3所示。
4）雙擊項目A中的A1欄進如RMxprt電機設置平臺，如圖4所示。
圖3 RMxprt模塊 圖4 RMxprt平臺
5）依次選擇菜單RMxprt→Machine Type，在彈出的電機類型選擇對話框中單擊Generic Rotating Machine選項，單擊OK按鈕，如圖5所示。
展開 Ansys | 利用Ansys Motor-CAD NVH調諧分析噪聲、振動和聲振粗糙度
圖6：Motor-CAD軟件與Mechanical軟件之間的結果ERP比較
Motor-CAD軟件中的NVH調諧操作簡單直觀，只需一次模態分析或測試數據即可調諧模態參數。正確調諧NVH模型后，我們可以在Motor-CAD軟件中運行NVH分析，以便更好地了解整個工作范圍內的噪聲特征。最終，這將有助于避免產品重新設計和發布延遲，并且從長遠來看可以有效節省時間和資金。
如何選用電機振動噪聲分析工具
一、電機振動噪聲分析工具概述
隨著工業軟件及新能源等行業的發展，電機設計也逐漸趨于便捷化，在當前市場上，電機設計與分析工具主要分為路算和場算兩種。
對于大多數工程師，主要使用Ansys、Motor-CAD、EasiMotor、Flux等商業軟件中的路算工具，而資深工程師在工作中往往會總結出自己的路算工具，將理論公式與所在行業進行結合，封裝成專用軟件。工程師日常工作往往不需要較高的計算精度，但需要較高的計算效率，因此可以借助路算工具通過簡單的輸入-輸出快速得到結果，再基于產品測試結果對路算工具不斷迭代。
場算則是通過有限元法，將電磁模型、結構模型進行細致的網格劃分，在給定激勵后，計算一個約束模型的響應結果。有限元法可以考慮結構的復雜性、材料的非線性以及不同物理量之間的相互轉化與計算。
對于電機振動與噪聲的分析工具，本文總結了以下幾點：
本文將結合不同的需求介紹如何選用這些工具。
二、設計前期—初步分析
電機初期設計階段，將電機NVH性能作為參考指標將有利于后續方案的快速成型。
展開 
基于ANSYS Workbench的變壓器振動噪聲仿真分析
變壓器性能包括散熱、噪聲、振動、抗短路能力等眾多因素，變壓器作為電站主要設備之一，并且是變電站主要噪聲源設備是研究的重點，因此變壓器的噪聲問題一直是設計人員關注的重點。
本文根據GB/T1094.10變壓器聲級測定標準，結合變壓器額定負載運行工況，基于ANSYS Workbench平臺實現了變壓器噪聲分析，從而在噪聲產生機理上進行深入研究，不僅可以在變壓器設計階段預估噪聲值，還可以為有效降低變壓器噪聲提供科學依據。
2 噪聲分析理論基礎
2.1 電磁分析基礎
電磁場理論由麥克斯韋方程組（如下圖所示）來描述。
求解方法上，數值法優于解析法，近年來電磁場數值解法在工程及科學研究上的應用也越來越廣泛和高效。
電磁場的數值分析和計算通常歸結為求微分方程的解，對于偏微分方程，輔助邊界條件和初始條件即可獲得方程的定解。
ANSYS Maxwell 采用有限元法，將求解區域離散化為”單元“，采用Maxwell方程進行求解。
2.2 結構分析基礎
通過電磁場分析得到鐵芯和繞組所受的電磁力分布，對其進行傅里葉變換，可以得到電磁力各諧波分量的幅值和相位角大小，將其作為簡諧激勵源，進行結構的諧響應分析。
諧響應分析的運動控制方程為：
其中假設F和u做簡諧變化，則：
2.3 噪聲分析基礎
采用聲學有限元法求解聲學Helmholtz方程來計算聲場。
展開 基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析
下面介紹一下基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析：
電動機與發電機等電力設備的噪聲起因很多，有電磁振動噪聲、機械噪聲及流致噪聲等等，本文通過ANSYS公司的官方案例為操作背景，詳細介紹如何將作用在定子上的瞬態電磁力作為結構諧響應分析的載荷計算振動噪聲。
1.電磁模型建立與分析
圖1 電機模型
電機的電路模型如圖2所示。
圖2 電機電路模型
1）啟動Workbench。在Windows XP下單擊“開始”→“所有程序”→ANSYS15→Workbench15命令，即可進入Workbench主界面。
2）保存工程文檔。進入Workbench后，單擊工具欄中的按鈕，將文件保存為“zhendongzaosheng.wbpj”，單擊Getting Started窗口右上角的（關閉）按鈕將其關閉。
3）雙擊Toolbox→Analysis System→RMxprt模塊建立項目A，如圖3所示。
4）雙擊項目A中的A1欄進如RMxprt電機設置平臺，如圖4所示。
圖3 RMxprt模塊 圖4 RMxprt平臺
5）依次選擇菜單RMxprt→Machine Type，在彈出的電機類型選擇對話框中單擊Generic Rotating Machine選項，單擊OK按鈕，如圖5所示。
展開 基于Ansys的汽車氣動噪聲數值仿真分析實例
計算結果與分析
由于車速超過100km/h，氣動噪聲比較明顯，所以我們選擇車速100km/h和140km/h作對比。
用CFX軟件作求解器和后處理工具，從圖2可以看出，后視鏡區域、車頭、頂蓋、輪胎處及側圍后部是聲壓比較大（大于75dB）的地方，車身表面聲壓的峰值81dB。從圖3可以看出，后視鏡區域、車頭、前擋風玻璃、頂蓋、B柱、C柱、輪胎處及側圍后部是聲壓比較大（大于75dB）的地方，車身表面聲壓的峰值84dB。相比前一種工況，聲壓較大的區域擴大了，聲壓的峰值提高了3dB。
圖2 車身表面聲壓圖（u=100km/h）
圖3 車身表面聲壓圖（u=140km/h）
結 論
通過分析可以看出，噪聲較大的區域多發生在氣流分離，湍流運動比較劇烈的地方，因此優化外形設計，減少突出物對氣流分離的影響是降低氣動噪聲的重要方法。
不同速度下，車身表面聲壓的分布圖，可以比較直觀地看到車身表面聲壓較大的地方。車速提高了40km/hr，聲壓的峰值提高了3dB。
展開 電機設計 | 利用Ansys Motor-CAD NVH調諧分析噪聲、振動和聲振粗糙度（內含演示視頻）
本文原刊登于Ansys.com：《Analyzing Noise, Vibration, and Harshness With Ansys Motor-CAD NVH Tuning》
作者： Shi-Uk Chung | Ansys 高級應用工程師
編輯整理：王楊 | Ansys 主任應用工程師
噪聲、振動和聲振粗糙度（NVH）是電機設計與性能的關鍵因素。過高的NVH會導致產品壽命縮短、維護成本增加和客戶滿意度下降。因此，在設計早期階段解決NVH挑戰至關重要，以避免設計階段后期出現重大NVH問題。
電機NVH分析本質上是一個結合了電磁和機械分析的、復雜的多物理場問題——因為電機NVH問題通常源于電磁力與結構組件（如定子）之間的相互作用。因此，全面了解電機的電磁和機械屬性對于準確預測其NVH性能至關重要。
Ansys Motor-CAD電機設計工具是一款專用解決方案，可用于在整個扭矩-速度范圍內對電機進行多物理場仿真。利用該工具，用戶能夠在同一個用戶界面中評估電磁、熱和機械性能。將電磁和機械模塊集成到Motor-CAD軟件中，可實現快速NVH分析，從而促進電機設計的迭代優化。這種方法使用戶能夠調整關鍵設計參數（例如繞組配置、轉子和定子幾何結構以及結構材料），并快速評估其對NVH性能的影響。此外，這種靈活性有助于用戶在性能、成本和NVH特性之間實現最佳平衡。
為了進行快速NVH分析，Motor-CAD軟件使用一種分析機械模型，將定子幾何結構簡化為簡單的環形結構。然而，其在剛度計算方面有局限性。例如，當齒底較寬時，就會發生這種情況——如圖1所示，齒部幾何結構會影響定子軛剛度。
圖2比較了未調諧的Motor-CAD等效輻射功率（ERP）水平與圖1所示電機在Ansys Mechanical結構有限元分析（FEA）軟件中的結果。
展開 【12月4-5日 上海】ANSYS官方培訓—電機多場耦合仿真（電磁、流體、振動、噪聲耦合分析）
電機多場耦合仿真（電磁、流體、振動、噪聲耦合分析）
培訓背景
電機，特別是現代高效能電機和新型永磁電機，作為工業領域最為重要的電能轉換設備，其直接/間接用電量占到了工業領域總用電量的近75%，如何在電機方案設計前期有效提升產品的效率？如何在保證效率的同時綜合提升電機的散熱性能指標？如何優化電機振動和噪音？如何盡可能的壓縮產品開發周期、降低產品的開發成本？上述問題嚴重制約著電機研發、設計企業和研究院所的長期穩定發展，以及產品的核心競爭力提升。
為了推進中國電機設計企業和院所的產品設計能力提升、解決電機設計工程師在實際設計中面臨的工程問題；同時，也為了讓廣大電機設計工程師更好的使用軟件，普及ANSYS電機多物理場耦合分析高級功能， ANSYS公司（原廠）特定于12月4日在上海開辦 “電機多場耦合仿真（電磁、流體、振動、噪聲耦合分析）”專題班，幫助您全面了解ANSYS軟件最新功能與使用技巧，解答您在軟件使用中的疑惑與問題，并將上述軟件的各項功能靈活高效地應用于仿真中，解決目前一些研究熱點中的仿真難題，提升高效電機產品研制和設計效率。
培訓合格者發放ANSYS技術培訓認證證書。
展開 Ansys Zemax / Ansys Speos | 如何使用Ansys光學解決方案設計和分析 HUD系統
HOA 插件(HOA plugin)
本例使用默認的Ansys插件計算HOA指標。
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ANSYS知識普及11——如何分析復合材料（2）（ANSYS專家編輯，非原創，歡迎轉摘）
本人準備出一個ANSYS知識普及系列，將有用的網上資料歸攏，由于知識水平有限，不對之處請諒解。也歡迎各位網友提供好的資料分享，讓我們共同完成這個ANSYS知識普及系列。
編輯人：技術鄰ANSYS專家
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復合材料結構分析總結（二）——建模篇
ANSYS坐標系總結
工作平面（Working Plane）
工作平面是創建幾何模型的參考(X,Y)平面，在前處理器中用來建模(幾何和網格)
總體坐標系
在每開始進行一個新的ANSYS分析時，已經有三個坐標系預先定義了。它們位于模型的總體原點。三種類型為:
CS,0: 總體笛卡爾坐標系
CS,1: 總體柱坐標系
CS,2: 總體球坐標系
數據庫中節點坐標總是以總體笛卡爾坐標系，無論節點是在什么坐標系中創建的。
局部坐標系
局部坐標系是用戶定義的坐標系。局部坐標系可以通過菜單路徑Workplane>Local CS>Create LC來創建。
激活的坐標系是分析中特定時間的參考系。缺省為總體笛卡爾坐標系。當創建了一個新的坐標系時，新坐標系變為激活坐標系。這表明后面的激活坐標系的命令。菜單中激活坐標系的路徑 Workplane>Change active CS to>。
節點坐標系
每一個節點都有一個附著的坐標系。節點坐標系缺省總是笛卡爾坐標系并與總體笛卡爾坐標系平行。
展開 如何在ansys軟件上進行分析測試
這是葉輪階梯的模態分析
步驟 1：
按照下圖操作
第 2 步：
按照下圖操作
步驟3：
按照下圖操作
步驟4：
按照下圖操作
步驟5：
按照下圖操作
第 6 步：
按照下圖操作
步驟7：
按照下圖操作
步驟8：
按照下圖操作
步驟9：
按照下圖操作
步驟10：
按照下圖操作
步驟11：
按照下圖操作
第 12 步：
按照下圖操作
步驟13：
按照下圖操作
步驟14：
按照下圖操作
步驟15：
按照下圖操作
步驟16：
按照下圖操作
步驟17：
按照下圖操作
步驟18：
按照下圖操作
步驟19：
按照下圖操作
步驟20：
第一自然頻率
步驟21：
2 自然頻率
步驟22：
3 自然頻率
步驟23：
4 自然頻率
步驟24：
\5 自然頻率
步驟25：
6 自然頻率
展開 ANSYS Workbench電磁場分析中的導線絕緣如何操作
將對應的網格設置為空氣或絕緣材料即可
2.另外一種方法就是通過命令的方式來操作，建立的模型為兩根導線緊挨著，那么將中間層的接觸面命名，然后選擇中間面的節點，之后選擇面上的單元，更改單元為不導電的單元為
結果如圖所示，電流密度可以看到，兩個導線之間是均勻的隔離開的，查看導體電壓的時候可以看到中間一條縫隙，設置為絕緣
采用這個方法就可以較好的模型多導線緊挨著狀態下的絕緣問題了
在ANSYS Workbench中進行電磁場分析時，導體設置是一個關鍵步驟。無論是導體方法還是線圈方法，都需要根據具體的分析需求來選擇合適的方法。面對復雜形狀和多導線并排的情況，我們需要采用切割和絕緣處理的方法來解決。通過精細的模型設置和巧妙的操作技巧，我們可以在ANSYS Workbench中準確地進行電磁場分析，為工程實踐提供有力的支持。希望本文能夠幫助讀者更好地理解和應用ANSYS Workbench進行電磁場分析。
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展開 如何利用Ansys Mechanical進行反向分析？
當我們求解結構分析時，通常假設一個未發生變形的物體為輸入條件，接著我們期望預測出物體的變形情況，并將其作為我們最基本的輸出。但是，我們有時可能需要求解反向問題，也就是說，給出已變形的物體，預測出其沒有變形的模樣。接下來，本文將展示如何設置和執行反向分析操作。
圖1.正向分析
圖2.反向分析
示例
想象你需要設計一個葉輪機的轉子葉片。常規的辦法是在運行狀態下設計轉子，被稱為“熱幾何”。通常，我們會假定相應的溫度、壓力、轉速等其他負載出現在轉子運行過程中。但是，轉子在制造出來以后是“冷幾何狀態”：接近室溫，沒有旋轉，沒有空氣動力壓力。
傳統情況下，一旦設計好“熱幾何”，設計師們會用費時間和資源的人工迭代過程來求解其中非線性問題。Ansys Mechanical中的反向分析可以提供一個很好的辦法，即可以根據“熱幾何”計算出“冷幾何”的自動化非線性解決方案。
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總結
當一個結構必須在載荷條件下設計，同時要制造的幾何形狀必須從設計條件中導出時，反向分析法十分有用。
使用反向分析時，需要設置兩個分析選項：“Inverse Option”選項設置為“Yes”，“Large Deflection”選項設置為“on”。
循環測試（“熱幾何”→反向分析→“冷幾何”→正向分析→重新得到的“熱幾何”，將兩個“熱幾何”結果比對）有利于驗證反向設計的結果。
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