結(jié)構(gòu)致聲的案例
聲音的產(chǎn)生——結(jié)構(gòu)致聲：第二部分
即使達(dá)到20kHz的可聽聲上限，空氣中的波長仍有1.5cm，依然是弦直徑的數(shù)倍。因此，弦線只有有限的空間影響，并且其振動直接輻射到空氣中的效率很低。
為了克服這種微弱的輻射效果，琴弦需要與出色的輻射器（即琴身）匹配。與空氣中的波長相比，吉他琴身的大型木質(zhì)表面具有出色的空間延展性。此外，通過將它們布置成盒形，僅木板的外部將聲音直接輻射到環(huán)境中。在其內(nèi)部，表面與被封閉在其中的空氣相互作用，封閉的空氣與音孔一起充當(dāng)相匹配的共鳴器。
最終的挑戰(zhàn)就是在這些復(fù)雜的振動系統(tǒng)之間實現(xiàn)正確的耦合。輕巧的吉他琴身非常容易被激勵，輕拍一下就可以體會到。但是，正如前面提到的，能量過快地從琴弦傳遞到琴身會導(dǎo)致琴弦的振動過早消失。因此，弦線的支撐必須既具有反射性，又必須以理想的方式激勵吉他頂板（其音板）。
在吉他中，這個過程是通過琴橋完成的。被撥動的弦將垂直運動，并且平行于音板。這些運動被傳遞到琴橋，琴橋不僅會垂直移向音板，而且還會在很大程度上向左右搖擺，如圖1。
圖1： 弦隨時間的波動
模態(tài)分析
要了解為什么這樣做有用，請再次查看圖2中琴弦的駐波模式。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時，振動專家將這些模式稱為結(jié)構(gòu)的特征模態(tài)（“Eigen”德語的意思是“自身/自己/特征”）；這些模式是專門針對該特定系統(tǒng)的。一方面，這些振型指示系統(tǒng)在哪個頻率下非常敏感并且會發(fā)生共振。另一方面，對于該特定頻率而言，振型揭示出沿著結(jié)構(gòu)上哪里易于或難以傳遞能量。
振型的振幅為零的位置稱為振型的節(jié)點。我們在這些位置無法有效地激發(fā)該振型。相反，波腹是振幅最大的位置，在這里，我們可以輕松地將能量注入模態(tài)或?qū)⑵涮崛〕鰜怼Ｒ虼耍诓煌恢冒蜗視淖円环N模態(tài)被激發(fā)的程度。撥動中間的位置會增強(qiáng)基音，而移到任一端都會增強(qiáng)泛音。
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即使達(dá)到20kHz的可聽聲上限，空氣中的波長仍有1.5cm，依然是弦直徑的數(shù)倍。因此，弦線只有有限的空間影響，并且其振動直接輻射到空氣中的效率很低。
為了克服這種微弱的輻射效果，琴弦需要與出色的輻射器（即琴身）匹配。與空氣中的波長相比，吉他琴身的大型木質(zhì)表面具有出色的空間延展性。此外，通過將它們布置成盒形，僅木板的外部將聲音直接輻射到環(huán)境中。在其內(nèi)部，表面與被封閉在其中的空氣相互作用，封閉的空氣與音孔一起充當(dāng)相匹配的共鳴器。
最終的挑戰(zhàn)就是在這些復(fù)雜的振動系統(tǒng)之間實現(xiàn)正確的耦合。輕巧的吉他琴身非常容易被激勵，輕拍一下就可以體會到。但是，正如前面提到的，能量過快地從琴弦傳遞到琴身會導(dǎo)致琴弦的振動過早消失。因此，弦線的支撐必須既具有反射性，又必須以理想的方式激勵吉他頂板（其音板）。
在吉他中，這個過程是通過琴橋完成的。被撥動的弦將垂直運動，并且平行于音板。這些運動被傳遞到琴橋，琴橋不僅會垂直移向音板，而且還會在很大程度上向左右搖擺，如圖1。
圖1： 弦隨時間的波動
模態(tài)分析
要了解為什么這樣做有用，請再次查看圖2中琴弦的駐波模式。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時，振動專家將這些模式稱為結(jié)構(gòu)的特征模態(tài)（“Eigen”德語的意思是“自身/自己/特征”）；這些模式是專門針對該特定系統(tǒng)的。一方面，這些振型指示系統(tǒng)在哪個頻率下非常敏感并且會發(fā)生共振。另一方面，對于該特定頻率而言，振型揭示出沿著結(jié)構(gòu)上哪里易于或難以傳遞能量。
振型的振幅為零的位置稱為振型的節(jié)點。我們在這些位置無法有效地激發(fā)該振型。相反，波腹是振幅最大的位置，在這里，我們可以輕松地將能量注入模態(tài)或?qū)⑵涮崛〕鰜怼Ｒ虼耍诓煌恢冒蜗視淖円环N模態(tài)被激發(fā)的程度。
展開 設(shè)計仿真 | 海克斯康助力Autoneum開啟 NVH 仿真新時代！
目前已經(jīng)包含多個工作流程，例如：電機(jī)噪聲、航天結(jié)構(gòu)聲致振動以及用于快速、高頻空氣噪聲預(yù)測的基于傳輸損耗的統(tǒng)計能量分析（基于 TL 的 SEA）的最新工作流程。與 Autoneum 合作開發(fā)的新阻尼墊定位工作流程已于 Actran 2022.1版本發(fā)布。
工作流程分為不同的選項卡或界面，工程師可以在其中設(shè)置阻尼墊的參數(shù)。第一步，工程師首先加載 Nastran 模型文件。這一步的目的是提供模型的模態(tài)和單元矩陣，這樣就可以直接從工作流管理器運行模型來檢索這些模態(tài)和單元矩陣，或者在有這些模態(tài)和單元矩陣的情況下將其導(dǎo)入。之后，工程師需要提供阻尼包的材料參數(shù)以及可布置阻尼的車身面板。工作流程的下一步是定義阻尼配置，工程師可以根據(jù)裸模型的計算結(jié)果，交互式地選擇阻尼墊的尺寸和位置。在這一部分，工程師還可以獲得原始面板質(zhì)量以及阻尼包增加質(zhì)量的信息。選定后，工作流程管理器會在用戶界面內(nèi)快速高效地計算阻尼包的性能。根據(jù)原始 MSC Nastran 模型中的可用信息，將阻尼墊作為數(shù)值單元參與計算。這降低了模型的復(fù)雜性，并大大縮短了求解時間。在計算出阻尼包的性能后，工程師可以直觀地查看遷移率（MOBILITY）的包絡(luò)線和峰值，同時可以查看可布置阻尼面板上的遷移率云圖遷移率貢獻(xiàn)圖是工作流程中最重要的元素，因為它顯示了需要阻尼的位置。工程師可以創(chuàng)建多種可能的阻尼配置，并在最后對它們進(jìn)行快速比較，以找到最佳解決方案。
借助這一工作流程，海克斯康和 Autoneum 正在推廣一種獨特的解決方案，它可以幫助汽車制造商降低成本，最大限度地縮短開發(fā)和迭代時間，并設(shè)計出產(chǎn)生最少結(jié)構(gòu)噪聲和振動的汽車。
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