ansys噪聲分析軟件的案例
電機振動噪聲建模分析：ANSYS電機振動噪聲分析
結論與展望
通過ANSYS Workbench可以方便的分析電機振動噪聲，此外在此基礎上還可以進行多轉速分析以及對電機參數進行優化分析。
文章來源：易仿真
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。
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。
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案例分析|MSC軟件助力雷諾汽車降低車輛通過噪聲
點擊標題下【MSC軟件】快速關注！
概述
近年來，降低交通噪音、提升汽車舒適性已經成為全球性倡議。工程師不僅要滿足苛刻的政府規定，還要改善乘客體驗。其中一項要求就涉及到通常被稱為通過噪聲的測量過程。近來，通過噪聲的最大允許聲級一直在降低，這意味著商用車的設計出現了新的約束條件。降低噪聲排放的對策包括對噪聲產生機制進行干預、控制噪聲傳播，從而降低各聲源對噪聲的貢獻。添加吸音材料或者改變車輛部件的幾何形狀也是工程師們正在研究的解決這一問題的突破口。雷諾公司由于擁有各式各樣的車型，因此其團隊必須根據未來的約束條件對通過噪聲規定及設計車輛的發展變化作出預測。 雷諾公司決定增強其聲學仿真能力，采用 MSC 軟件公司旗下 FFT 的產品 Actran 對外部聲波傳播進行建模。借助 Actran，雷諾公司能夠在設計階段初期考慮車輛聲學性能，從而改進設計并降低開發成本。
“
我們曾經認為仿真的目標會受到計算模型空間域和頻率域分析上限的限制。然而受益于Actran 的軟件方法和高性能計算，我們最終得以實現設定的分析目標。
展開 基于AVL EXCITE M軟件的PWM逆變器對電機噪聲影響分析
而永磁同步電機因具有高功率密度、高效率、良好的轉矩特性，以及結構簡單、體積小、噪聲振動低等優點，是目前純電動汽車的主流選擇。電機作為純電動汽車的動力源，和傳統汽車一樣，是產生整車噪聲的一個主要來源。而不一樣的是和傳統汽油車相比，純電動汽車的動力源永磁同步電機產生的高頻噪聲，尖銳刺耳讓人難以忍受，影響駕駛員和乘客的身心健康。噪聲作為電機的主要質量指標之一，其噪聲的大小決定了整車的舒適性。
AVL eSUITE 軟件平臺是AVL專門針對車用電器化仿真與設計開發的平臺，力求給用戶提供完整的電氣化仿真方案。軟件集成新能源整車動力性與經濟性仿真，實現電機性能匹配集成，電機一維到三維熱管理分析，電機轉子動力學分析，電機NVH仿真計算以及整個電驅系統的NVH仿真分析。
圖1 AVL eSUITE電氣化仿真設計方案
關于電機本體以及電驅系統NVH分析，AVL eSUITE可實現基于臺架模式分析計算，無縫地實現產品試驗前的NVH校核，很大程度上減少客戶的樣件的試制成本與測試時間。對于AVL eSUITE NVH方面的詳細仿真計算，可參考往期技術貼，本期重點給大家介紹如果基于AVL eSUITE工具，實現PWM控制對電機噪聲影響分析。
展開 【技術貼】基于AVL EXCITE M軟件的PWM逆變器對電機噪聲影響分析
而永磁同步電機因具有高功率密度、高效率、良好的轉矩特性，以及結構簡單、體積小、噪聲振動低等優點，是目前純電動汽車的主流選擇。電機作為純電動汽車的動力源，和傳統汽車一樣，是產生整車噪聲的一個主要來源。而不一樣的是和傳統汽油車相比，純電動汽車的動力源永磁同步電機產生的高頻噪聲，尖銳刺耳讓人難以忍受，影響駕駛員和乘客的身心健康。噪聲作為電機的主要質量指標之一，其噪聲的大小決定了整車的舒適性。
AVL eSUITE 軟件平臺是AVL專門針對車用電器化仿真與設計開發的平臺，力求給用戶提供完整的電氣化仿真方案。軟件集成新能源整車動力性與經濟性仿真，實現電機性能匹配集成，電機一維到三維熱管理分析，電機轉子動力學分析，電機NVH仿真計算以及整個電驅系統的NVH仿真分析。
圖1 AVL eSUITE電氣化仿真設計方案
關于電機本體以及電驅系統NVH分析，AVL eSUITE可實現基于臺架模式分析計算，無縫地實現產品試驗前的NVH校核，很大程度上減少客戶的樣件的試制成本與測試時間。對于AVL eSUITE NVH方面的詳細仿真計算，可參考往期技術貼，本期重點給大家介紹如果基于AVL eSUITE工具，實現PWM控制對電機噪聲影響分析。
02
PWM控制原理
對于永磁同步電機噪音，通用的來講可以分為低頻、中頻以及高頻階段，對于低頻噪聲往往與電機機械因素有關，中頻噪聲和電機本體結構電磁特征有關，而高頻噪音大都和變頻器控制器相關，最突出的是PWM開關頻率的電磁噪聲。
PWM引起的電機嘯叫聲在噪音或者瀑布圖上，有明顯的特征，如下圖所示顯示的傘狀圖，噪音的階次線是以PWM載波頻率為中心，左右鏡像輻射而出，類似于一把半開的雨傘。因此很容易被識別出。在主觀感受上，因為頻率較高，聲音聽起來是 “嘰嘰”的嘯叫聲，聲音尖銳刺耳。
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 Sysnoise v5.6+Documentation.WinNT2k 1CD(噪聲分析軟件
LMS產品:
Sysnoise v5.6+Documentation.WinNT2k 1CD(噪聲分析軟件,正式版，目前破解最好用的。
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 采用ANSYS分析軟件的可靠性分析方法及實例!
隨著數值模擬技術的飛速發展，可利用概率有限元法進行結構可靠性分析軟件也有不少，以ANSYS分析軟件為例，基于概率有限元的結構可靠性分析的具體運算方法和步驟。
ANSYS分析軟件的結構可靠性分析主要可以解決以下問題：
① 根據輸入參數的不確定性計算結果變量的不確定程度；
② 確定由于輸入參數的不確定性導致結構失效的概率數值；
③ 已知容許失效概率確定結構行為的榮幸范圍，如最大變形、最大應力等；
④ 判斷對輸出結果和失效概率影響最大的參數，計算輸出結果相對于輸入參數的靈敏度；
⑤ 確定輸入變量、輸出結果等設計參數間的相關系數。
結構可靠性分析在ANSYS中主要由生成分析文件、可靠性分析和可靠性結果輸出三個階段組成。其中，生成分析文件是整個分析過程中至關重要的一環，可靠性分析階段通過重復執行分析文件來完成可靠性分析的循環。因此，必須保證分析文件的正確性和完整性。
生成分析文件階段
生成分析文件主要由初始化模塊、前處理模塊、求解模塊、后處理模塊組成。初始化模塊主要對實體對象、分析對象進行參數化設定并賦以初值。前處理模塊即實體建模階段，包括模型的生成，輸入單元類型、實常數、彈性模量、泊松比、載荷等參數，網格劃分等過程。必須注意的是，進行結構可靠性分析必須采用參數化建模。后處理模塊主要是提取相應的計算結果，將值賦給指定的輸入參數和輸出參數。
可靠性分析階段
可靠性分析階段的主要內容包括指定分析文件，選擇和定義分析的輸入、輸出變量，確定各變量服從的分布類型、分布函數及其參數，指定輸出結果變量，選擇分析方法和工具，執行分析循環和保存分析結果。
展開 ANSYS軟件分析
用ansys軟件分析，給出ansys軟件具體命令流，
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：
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步驟3：
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步驟4：
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步驟5：
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第 6 步：
按照下圖操作
步驟7：
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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
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