振動仿真后處理的案例
設(shè)計仿真 | CAEfatigue中多通道振動疲勞分析復(fù)雜載荷的處理
背景
與傳統(tǒng)的高周、低周疲勞不同，振動疲勞因更貼合真實的物理世界近些年來在疲勞領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。而在振動疲勞分析中，環(huán)境時域載荷激勵往往是非常復(fù)雜的，為了提升計算速度，一般先將基于時間的載荷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域PSD譜。比如，車輛在進行振動疲勞測試時，一般提取四個車輪中心處的載荷，如圖1所示，然后通過多體動力學(xué)軟件ADAMS構(gòu)建整個車身模型獲取車身關(guān)鍵點的載荷，或者更復(fù)雜一點通過ADAMS軟件搭建測試路面、整車模型提取目標(biāo)點的載荷，如圖2所示。在這兩種汽車行駛模擬中，白車身上的級聯(lián)負(fù)載都是在時域內(nèi)的，通常以多通道時間信號的形式出現(xiàn)，而多通道信號之間的相關(guān)性對后續(xù)隨機響應(yīng)和振動疲勞結(jié)果起著至關(guān)重要的作用。
圖1：車輛振動疲勞測試
圖2：ADAMS模擬路試載荷
在將采集到的時間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成頻域PSD這個過程中，一般采用傅立葉級數(shù)變換。然而，在執(zhí)行此轉(zhuǎn)換過程時，往往都會面臨以下三個問題。
a)首先，頻域疲勞計算方法本身需要遵循一些假設(shè)，被處理的數(shù)據(jù)必須是穩(wěn)態(tài)的、滿足高斯分布、隨機的，用戶很難量化這些假設(shè)。
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<p>需求：現(xiàn)在設(shè)計研發(fā)企業(yè)存在仿真計算結(jié)果后處理過程中需要手工操作環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)管理不統(tǒng)一的問題，拉長了整體的仿真周期，普遍存在的需求有：</p><p><strong>1） 需要使用統(tǒng)一后處理工具實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化自動化后處理；</strong></p><p><strong>2）建立仿真后處理結(jié)果數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理；</strong></p><p><strong>3） 后處理軟件集成和后處理腳本開發(fā)需求；</strong></p><p><strong>4） 需要仿真計算結(jié)果自動傳輸，結(jié)果可視化與數(shù)據(jù)分析；</strong></p><p><strong>5） 自動報告生成需求。</strong></p><p><br></p><p><strong>解決方案：</strong></p><ul><li><strong>技術(shù)路線</strong></li></ul><p><strong>1）后處理軟件通過界面的參數(shù)化輸入生成后處理程序所需要的腳本生成；2）軟件通過指令和參數(shù)值的方式調(diào)用后處理程序，后處理程序自動讀取HPC計算軟件生成的結(jié)果文件傳輸?shù)?em>后處理服務(wù)器；</strong></p><p><strong>3）后處理程序得到指令和后處理腳本，然后進行后處理，生成后處理的結(jié)果數(shù)據(jù)，并保存到數(shù)據(jù)庫和結(jié)果文件庫；</strong></p><p><strong>4）軟件讀取后處理服務(wù)器生成的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和后處理文件數(shù)據(jù)在軟件界面上進行后處理展示和分析。
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圖4：三通道時域載荷數(shù)據(jù)
可以看到此段信號并未滿足平穩(wěn)、高斯分布、隨機等假設(shè)，首尾標(biāo)識的信號振動幅值非常小，對疲勞壽命影響不大，下圖為刪除后的信號數(shù)據(jù)，滿足三大假設(shè)，可直接用于傅里葉變換。
圖5: 預(yù)處理后的滿足三大假設(shè)的時域信號
下圖也是一組三通道時間信號，可以看到整個時間信號并非平穩(wěn)，這里我們?nèi)BC三段時間信號進行后續(xù)疲勞分析，CAEFatigue具有非常方便的信號截取功能，截取出的信號可以成為新的時間事件。
圖6：不滿足三大假設(shè)的時域信號
圖7：信號截取
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
正如上文提到的，準(zhǔn)確地完成時間信號轉(zhuǎn)換，以在頻域內(nèi)產(chǎn)生與時域內(nèi)時間信號產(chǎn)生相同或非常相似的損傷結(jié)果是至關(guān)重要的。但如果要轉(zhuǎn)換包含數(shù)百個時間信號的數(shù)十個事件，而所有這些都有相應(yīng)的相互關(guān)聯(lián)效應(yīng)，這會使轉(zhuǎn)換過程更加復(fù)雜化。
我們以一個包含4個時間歷史的單一事件為例，如果進行頻域轉(zhuǎn)換，則轉(zhuǎn)換過程將產(chǎn)生4個自功率譜密度(psd)和6個交叉功率譜密度(cross psd)，具有實部和虛部。我們可以將這想象成一個4×4 的PSD矩陣(PSDM)，自PSD顯示在對角線上，交叉PSD顯示為實部和虛部，分在對角線的兩邊，如圖8所示。
圖8: 頻域PSD矩陣
通過這個簡單的例子很容易看出，如果是數(shù)百個時間信號可以構(gòu)成一個巨大的PSD矩陣，如果沒有自動化工具來處理這部分內(nèi)容，則工作量是相當(dāng)巨大的。CAEFatigue的TIME2PSD模塊提供了一個創(chuàng)建PSD矩陣的自動化工具，可以自動生成PSD矩陣文件，在后續(xù)疲勞分析中直接調(diào)用。
展開 Fluent仿真后處理實戰(zhàn)技巧（二）
Fluent穩(wěn)態(tài)問題的仿真，與時間無關(guān)，計算收斂后最終得到一個包含結(jié)果數(shù)據(jù)的.dat文件；而Fluent瞬態(tài)問題的仿真過程與時間有關(guān)，用戶根據(jù)仿真需求設(shè)定保存數(shù)據(jù)的時間間隔，在每個間隔時刻有一個包含該時刻結(jié)果數(shù)據(jù)的.dat文件，最終是一系列按時間排序的.dat文件，如圖1所示。
圖1 瞬態(tài)仿真數(shù)據(jù).dat文件
穩(wěn)態(tài)仿真問題的后處理，只需要針對一個.dat文件；而瞬態(tài)仿真問題的后處理，需要處理數(shù)量相當(dāng)龐大的一系列.dat文件。本文是后處理系列的第二篇，將重點分享瞬態(tài)仿真后處理的一些技巧。
1.標(biāo)記時刻
考慮到瞬態(tài)仿真計算的一系列.dat文件，每個.dat文件都含有對應(yīng)時刻的仿真結(jié)果數(shù)據(jù)，那么在CFD-Post后處理得到結(jié)果之前，標(biāo)記時刻來區(qū)分不同時刻的結(jié)果是非常重要的。
打開
CFD-Post
模塊時，默認(rèn)出現(xiàn)的是瞬態(tài)計算最后一次保存的
.dat
文件的數(shù)據(jù)。
展開 
Fluent仿真后處理實戰(zhàn)技巧（一）
ANSYS CFD流體相關(guān)問題的仿真，在ANSYS Workbench平臺下一般可以按下圖1所示的幾何(Geometry)、網(wǎng)格(Meshing)、求解(Solve)和后處理(Post-processing)四個階段進行。
圖1
仿真后處理，是將ANSYS Fluent計算完成后的結(jié)果進行展示和交流的有效手段。ANSYS Workbench平臺下的CFD-Post模塊功能全面，操作性強，非常適合用于Fluent計算結(jié)果的后處理。CFD-Post后處理的基本流程是：確定位置à通過變量/表達式提取數(shù)據(jù)à在給定位置生成數(shù)據(jù)。
因此對于后處理而言，“位置”的概念是非常重要的。本文是后處理系列的第一篇，將重點分享“確定位置”相關(guān)的實用技巧。
1.進入CFD-Post模塊
打開ANSYS Workbench平臺，在工具箱中選擇“結(jié)果”模塊，拖動到求解完成的Fluent項目管理圖標(biāo)上，形成連接，雙擊“結(jié)果”按鈕，進入CFD-Post后處理，見圖2所示。
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Abaqus仿真結(jié)果后處理小技巧（下篇）
綜合性的流程自動化平臺工具，實現(xiàn)CAE仿真前后處理、試驗數(shù)據(jù)后處理的流程自動化和標(biāo)準(zhǔn)化。
Altair Process Manager是一個綜合性的流程自動化平臺工具，可以用來實現(xiàn)CAE仿真前后處理的自動化、試驗后處理的自動化、流程引導(dǎo)和流程集成。是一個可編程的個人工作流管理器，可以引導(dǎo)用戶完成整個標(biāo)準(zhǔn)的工作流程。Process Manager幫助企業(yè)實施各種標(biāo)準(zhǔn)化的流程，例如：模型載荷工況的自動設(shè)置，與CAD、PDM系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫或其他IT系統(tǒng)和應(yīng)用程序的集成等。
Altair Process Manager通過集成“最佳實踐”實現(xiàn)了CAE工作的流水線化，并在產(chǎn)品設(shè)計和驗證過程中實現(xiàn)快速的流程自動化應(yīng)用程序的開發(fā)和使用。是HyperWorks系列產(chǎn)品之一。其緊密的集成度能夠幫助用戶在熟悉的桌面環(huán)境中有效地創(chuàng)建和運行流程自動化程序。
展開 NVH仿真教程-車身原點動剛度分析與后處理
使用軟件：
前處理：Hypermesh 14.0
求解器：Nastran 2017
后處理：Hypergraph 14.0
目錄
摘要
加速度導(dǎo)納IPI求解過程
IPI加速度導(dǎo)納結(jié)果后處理
原點動剛度后處理
摘要
今天要給大家分享的是如何對內(nèi)飾車身關(guān)鍵點進行原點動剛度仿真分析以及后處理的方法。
加速度導(dǎo)納IPI求解過程
在使用Nastran作為求解器時，我們并不能直接求解出激勵點處的原點動剛度。從上一次分享中，我們知道了激勵點處的加速度導(dǎo)納IPI與動剛度kd 有以下關(guān)系：
1）
所以，在分析過程中，我們會先通過Nastran計算出激勵點處的原點加速度導(dǎo)納，然后通過加速度數(shù)據(jù)后處理反推出原點動剛度。
加速度導(dǎo)納IPI分析設(shè)置
所以，第一步我們先來求解出原點處的加速度導(dǎo)納IPI，由公式 1）可知，原點加速度導(dǎo)納IPI為激勵力與激勵點處加速度響應(yīng)在頻域上的比值，本質(zhì)上是一種傳遞函數(shù)，只是IPI求解的傳遞函數(shù)中激勵點與響應(yīng)點為同一個位置，所以詳細(xì)的設(shè)置過程與前幾次分享的 “內(nèi)飾車身(TB)聲振靈敏度分析”，幾乎一模一樣，在這里就不再重復(fù)給出分析設(shè)置過程了。主要講講一些特別需要注意的問題。
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旋轉(zhuǎn)側(cè)的全速度過大，旋轉(zhuǎn)側(cè)全速度包括工件的旋轉(zhuǎn)速度，怎么把這個旋轉(zhuǎn)速度去掉呢
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ADAMS/Car Ride 平順性仿真后處理過程中經(jīng)常會遇到1/3倍頻帶的主要加權(quán)系數(shù)曲線，現(xiàn)將如何在ADAMS/Postprocessor中進行繪制進行探討。
設(shè)計仿真 | MSC Nastran 新增功能：一步法傳遞路徑分析及后處理
01
功能介紹
在NVH（噪聲、振動和聲音粗糙度）研究中，傳遞路徑分析（TPA）是一種的實驗和基于仿真的成熟技術(shù)被用于評估和排序結(jié)構(gòu)或聲固耦合系統(tǒng)中不同結(jié)構(gòu)傳輸路徑引起的噪聲和振動貢獻。傳遞路徑分析（TPA）涉及三個要素：
01
系統(tǒng)的振源（主動振動部件），如發(fā)動機、齒輪傳動或動力系統(tǒng)，或車輪懸架/底盤系統(tǒng)，激勵從這些源頭部件發(fā)出并傳遞到系統(tǒng)。
02
系統(tǒng)的無源部分，其中某些選定響應(yīng)點或接受者的位置，可以是結(jié)構(gòu)或聲學(xué)響應(yīng)點（例如方向盤處的速度或乘客耳朵附近的聲壓）是值得關(guān)注的。
03
傳遞路徑，通常與所謂的連接點、接口點或連接點相關(guān)聯(lián)，將接受系統(tǒng)連接到激勵源系統(tǒng)。例如，發(fā)動機支架通常被選為診斷發(fā)動機產(chǎn)生的振動和噪音的傳遞路徑。傳遞路徑是表示振動能量流從界面或連接點到接收點的傳播路徑。
傳遞路徑分析（TPA）允許工程師通過接收側(cè)（無源側(cè)）界面點的力和振動來表示源激勵。接口/連接點的每個自由度 （DOF） 表示一條路徑，施加來自主動側(cè)（激勵側(cè)）的作用力。在大多數(shù)工程實踐中，只考慮了三個平移自由度，而忽略了三個旋轉(zhuǎn)自由度。來自單個路徑的接收點的響應(yīng)構(gòu)成來自該路徑的貢獻。
展開 
設(shè)計仿真 | Marc 后處理中的單位制應(yīng)用
XY曲線圖中的單位顯示
全局后處理變量菜單
全局后處理變量菜單中會顯示單位信息。對于該菜單內(nèi)的每一項結(jié)果量，Mentat 都會在其數(shù)值旁標(biāo)注對應(yīng)的適用單位。
全局后處理變量單位顯示
此外，距離、角度、顯示節(jié)點、顯示點、顯示曲線、最小接觸體單元邊長、結(jié)果→特殊→工具→顯示節(jié)點命令，以及工具→計算菜單下的所有命令，如今都會在對話框區(qū)域顯示單位信息。
小結(jié)
新版本的Marc軟件實現(xiàn)了前處理和后處理的全單位顯示，這位用戶提供了極大的便利。從前處理建模時的參數(shù)定義，到后處理云圖、曲線、表格的數(shù)據(jù)輸出，單位信息全程精準(zhǔn)跟隨、實時呈現(xiàn)。全單位顯示功能讓 Marc 的仿真工作流更精準(zhǔn)、更高效、更具工程說服力，為高精度非線性、多物理場耦合仿真保駕護航！
點擊了解更多詳情：Marc高級非線性有限元分析
展開 HyperWorks后處理二次開發(fā)——從仿真結(jié)果到分析報告
主題: HyperWorks后處理二次開發(fā)——從仿真結(jié)果到分析報告
時間: 2013-12-139:30 AM - 11:30 AM
HyperWorks后處理軟件程序主要包括HyperView和HyperGraph兩大模塊：HyperView主要對仿真分析結(jié)果進行云圖分析，應(yīng)力、變形等數(shù)據(jù)的提取，以及交互式視圖變換和變形動畫操作等；HyperGraph主要側(cè)重于對仿真分析結(jié)果特定數(shù)據(jù)的變化歷程建立2D、3D的笛卡爾坐標(biāo)曲線曲面等。而在開放的通用編程框架下，通過簡單的腳本命令實現(xiàn)對特定類型仿真結(jié)果的數(shù)據(jù)提取與處理，靜態(tài)動態(tài)圖片抓取，以及自動生成Word、Excel、PPT報告，既能大幅提高工作效率，又能完成試驗仿真數(shù)據(jù)的積累和比對。
我們將介紹HyperView和HyperGraph二次開發(fā)的主要內(nèi)容，包括：
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HyperWorks開放式通用編程框架，基礎(chǔ)開發(fā)環(huán)境
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HyperView二次開發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，編程實體介紹，以及常用API
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HyperView 常用實體類型數(shù)據(jù)查詢、提取和處理方法
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HyperGraph 二次開發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，編程實體介紹，以及常用API
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HyperGraph2D仿真分析結(jié)果數(shù)據(jù)讀取與曲線的構(gòu)建方法
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HyperGraph2D 簡單曲線數(shù)據(jù)處理方法介紹
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自動生成Word、Excel、PPT報告方法介紹及案例展示
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