COMSOL振動分析
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-04-12
COMSOL振動分析的視頻教程
振動分析課程之多軸沖擊分析，一起學習Abaqus與Ansys分析的異同！
Abaqus多軸機械沖擊分析，在邊界條件設定等有別于ANSYS。同時如何解讀周期函數？試驗規范正確的轉換為仿真條件呢？
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ANSYS頻率響應分析+Ncode隨機振動疲勞分析
首先基于受力情況復雜的車輛懸架橫臂，利用ANSYS APDL完成懸架的頻率響應分析，并通過輸入PSD信號，利用Ncode進行隨機振動疲勞分析
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ABAQUS隨機振動分析
隨機響應分析：用于確定結構在隨機載荷作用下的統計性響應。隨機振動指那些無法用確定性函數來描述，但又有一定統計規律的振動。例如，車輛行進中的顛簸，陣風作用下結構的響應，噴氣噪聲引起的艙壁顫動以及海上鉆井平臺發生的振動，等等。
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COMSOL振動分析的實例教程
然而，在實際運行中電抗器存在振動噪聲問題，嚴重的振動噪聲問題一方面影響附近居民正常生活，另一方面影響電抗器使用壽命，從而影響電力系統運行穩定性。因此，研究電抗器振動問題有現實意義。
電抗器振動主要來源于兩個方面：第一方面是鐵心材料硅鋼片的磁致伸縮效應，即鐵磁性材料在磁化過程中，隨著磁化狀態的改變，其長度和體積會發生微小的變化；第二方面是麥克斯韋力，由于電抗器鐵心間存在氣隙結構，當主磁通通過高磁導率鐵心和低磁導率氣隙時，在鐵心餅間產生麥克斯韋力。
仿真采用軟件是comsol6.0版本，仿真建模中首先建立幾何模型，可在comsol軟件中直接構筑，也可將solidworks中畫好的模型導入comsol。電抗器電磁振動仿真中硅鋼片磁特性數據直接影響計算結果，使用插值B-H曲線定義其磁特性。
在磁場模塊中將線圈定義，計算麥克斯韋力。為了計算的速度與收斂性，忽略電抗器鐵心的疊片特性，將電抗器鐵心視為各向同性均勻實體。同時認為線圈在正常情況下對電抗器振動影響不大，將線圈進行均勻化處理，忽略螺桿夾件等外部器件，將夾件施加的壓緊力以壓力載荷的形式施加到鐵軛面上。為了消除剛體位移防止出現無窮多解，將鐵心底部設置為固定約束。
做好網格剖分與求解器設置后可進行仿真計算，網格剖分時可將重點研究部分網格細分，其余部分網格粗分，提高計算速度。
展開 在 COMSOL 中模擬變速箱的振動和噪聲
將齒輪的撞擊或嘯叫噪聲降低到可接受的水平是一個巨大的挑戰，特別是如今的變速箱結構非常復雜，多對齒同時嚙合屢見不鮮。通過準確地模擬這些復雜特性，我們可以設計一款消減噪聲的變速箱。使用 COMSOL Multiphysics 時，設計人員能夠精準地識別問題，并在符合一系列設計約束條件的前提下，提出切合實際的解決方案。有了這樣一款工具，我們就能優化現有的設計以減少噪聲問題，并在生產階段之前，在早期設計環節獲得對新設計的深入洞察。
COMSOL Desktop? 中的變速箱模型。
下面，我們思考一下手動檔車輛內的 5 檔同步嚙合變速箱，借此研究齒輪嘯叫噪聲對周圍區域的振動和輻射影響。變速箱在汽車中的作用是將動力從發動機傳遞給車輪。
手動檔車輛的 5 檔同步嚙合變速箱的幾何結構。
為了完整地對變速箱中的振動和噪聲現象進行數值模擬，我們執行了以下兩項分析：
多體分析
聲學分析
在多體分析中，我們在時域內指定發動機轉速和輸出扭矩，計算了齒輪和殼體振動的動態特性。在聲學分析中，我們使用殼體的法向加速度作為噪聲源，借此計算變速箱周圍環境在一定頻率范圍內的聲壓級。
分析變速箱中的振動
首先，我們研究一下同步嚙合變速箱中的齒輪布置。在裝置中，斜齒輪的作用是將動力從傳動軸的輸入端傳遞到副軸，再從副軸傳遞到傳動軸的輸出端。
5 檔同步嚙合變速箱中的齒輪布置，其中不包括用于連接齒輪與主軸的同步器齒環。
模型所使用的齒輪具有以下屬性：
副軸上的全部齒輪都是固定在副軸上的，而驅動軸上的齒輪可以自由旋轉。每一次傳動軸上僅有一個齒輪固定在軸上。
展開 長時間駕駛之后身體疼痛的罪魁禍首之一是全身振動（WBV），它可能導致疲勞、暈車甚至嚴重的健康問題。為了給汽車和其他應用設計減少 WBV 的系統，工程師需要高效地分析人體的振動效果。仿真可以助工程師一臂之力。
將負面振動減到最少
全身振動指傳遞到人體的任何振動。多年研究證明了物理治療和健身器械（比如下圖中的振動腰帶）產生的振動對健康有積極影響，但在其他領域產生的消極的副作用同時成為了更亟待解決的問題。全身振動的常見癥狀包括疲勞、背痛、暈動病，長時間振動還可能導致消化問題、視覺和平衡障礙、骨骼損傷等。當駕駛汽車或使用電動工具和重型裝備時，人們都能感覺到全身振動。
利用全身振動燃燒約 1950 脂肪的振動腰帶（也稱作“振動器”）。圖片由 Andrew Kuchling 拍攝，已獲 CC BY 2.0 授權，并通過 Flickr Creative Commons 分享。
為了更好地防范全身振動，工程師們分析了不同頻率的振動對人體的影響。模擬整個人體的反應相當耗費計算資源，一種替代方法是通過集總模型來簡化行為描述。為了模擬這樣的多體系統，工程師們可以使用“多體動力學模塊”，它是“結構力學模塊”和 COMSOL Multiphysics? 軟件的附加產品。
人體集總建模
本文所示的集總模型是彈簧-質量-阻尼器模型，包括三個主要部分：
人體
鞋子
地面
人體、鞋子和地面的集總模型。
這三個部分都可以使用集總機械系統接口的質量、彈簧 和阻尼器 節點進行建模。
四體模型是表征人體的常用模型，它包括五個彈簧、一個阻尼器和四個質量。這些質量各自擁有自由度（DOF），分類如下：
上部剛性
上部顫動
下部剛性
下部顫動
鞋中有一個彈簧、阻尼器、質量和 DOF。
展開 </p><p>通過comsol的流固耦合和兩相流進行計算，合理的設置調試后，可以穩定的計算不同尺寸不同頻率下的擊碎過程。</p><p><br></p><p>正弦振動，</p><p><img src="https://img.jishulink.com/images/202205/aiuX7ie9YqUDZSLrXgiqxP.png"></p><p><br></p><p>微顆粒的體積逐漸縮小。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/images/202205/oJDYoCsQ7NTbTyWmN5wUgu.png"></p><p><br></p><p><strong>模型文件在附件中，需要的可以下載，謝謝。</strong></p>
展開 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
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研討會簡介：
車燈在路面顛簸、發動機激勵下易出現支架斷裂、焊點疲勞等問題，是汽車可靠性開發的重點。本次 ANSYS 車燈振動疲勞分析研討會，圍繞輸入數據規范、核心分析方法、仿真結果解讀及工程優化建議四大模塊展開教學，幫助工程師快速掌握從數據準備到方案迭代的全流程仿真技能，高效解決車燈振動疲勞失效難題。
適合人群:
汽車車燈、電子電器行業的結構仿真工程師、可靠性工程師
在工程仿真領域，一個長期困擾科研人員的悖論是：模型越精確，計算越昂貴；計算越昂貴，交互越遲鈍；交互越遲鈍，設計迭代越緩慢。 當COMSOL Multiphysics將深度神經網絡（DNN）、高斯過程（GP）和多項式混沌展開（PCE）三種代理模型深度集成到平臺中時，這一悖論被徹底打破——完整有限元模型（FEM）的"小時級求解"被壓縮為代理模型的"毫秒級響應"，而精度損失被控制在工程可接受范圍內。
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
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，在設計階段早期解決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
研討會主題：
特征分析和振動診斷—旋轉機械的分析技術
研討會內容：
旋轉機械是現代機械與機電產品的核心，從家用的洗衣機、割草機到工業中的齒輪箱，無處不在。在產品設計與研發中，深刻理解其振動與噪聲特征至關重要。本課程將帶您深入“特征分析與振動診斷”的世界。
內容包括：
機器的激勵源
機器的測量信號頻譜
時頻分析
倒譜
高級分析技術
混凝土是一種由水泥漿體、粗細骨料組成的復合材料，其中水泥漿與骨料之間的界面過渡區被認為是影響混凝土整體性能的關鍵。建立砂漿、骨料、界面過渡區（ITZ, Interface Transition Zone）的混凝土細觀模型對于深入理解水化熱溫度變化對混凝土材料的影響及其溫度應力導致的內應力損傷至關重要。
本案例介紹在COMSOL內通過球體粗骨料顆粒的堆積算法
電池包是新能源汽車的關鍵零部件，其耐久性影響著新能源汽車整體的可靠性，按照國標GB/T31467.3-7.1振中的要求，電池包需要在振動試驗臺上進行三個方向上疲勞耐久，測試從Z軸開始，然后是Y軸，最后是X軸。每個方向的測試時間是21個小時。
本文基于某車型動力電池包，使用
Hypermesh-Optistruct-Ncode聯合仿真分析手段，進行隨機振動疲勞分析。按照振動臺架邊界條件進行工況設置
本案例從CT掃描微觀粒子斷層數據中，重建起來三維模型，計算氧氣電化學反應，橫向對比不同形態微觀粒子的反應強度分布。
通過對微觀粒子重建、分析，可以有效評估該粒子的多種性能表現，輔助研究人員快速發現和優化所需的粒子體系。
歡迎交流。
培訓日程：
培訓時間：8月14-15日
培訓地點：武漢市江夏區華工園二路1號2樓北京廳
面向人群：具備有限元基礎的工程技術人員
培訓目標：
? 了解關于Marc非線性熱、熱-機耦合方面的基本理論；
? 基本掌握Marc前后處理器mentat功能，熟悉mentat的操作界面；
? 掌握熱及熱機耦合仿真流程及操作；
? 掌握Marc中材料非線性，接觸非線性和熱相關性設置和定義方法
一、項目簡介
本次模擬對象為某超凈除塵除霧塔，為濕法除塵工藝，風機位于本塔前端，超凈除塵除霧塔正壓運行，塔體中自下而上共4層除霧器，其中最上層除霧器為二級旋流除霧器，共24個旋流葉片，該除霧器位于煙囪底端；經現場反應，當風機頻率＞37Hz時，塔體開始出現晃動，經討論，塔體出現晃動的原因可能與風機頻率增加，風量加大，上述旋流除霧器處離心風速過高所致，因此，若要同時滿足大的處理風量，且規避塔體晃動
