結(jié)構(gòu)聲仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：Thunder_0484 創(chuàng)建時間：2016-12-13
結(jié)構(gòu)聲仿真的視頻教程
混響場下的航空航天結(jié)構(gòu)聲振耦合分析
課程亮點(diǎn) MSC Nastran和Actran的聯(lián)合仿真 MSC Nastran多樣的結(jié)構(gòu)單元類型、高效的計 算效率 Actran方便快捷的聲學(xué)激勵加載手段，可以快速完成混響聲場激勵下的聲振耦合分析，更準(zhǔn)確的評估產(chǎn)品在多種激勵共同作用條件下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，從而提高產(chǎn)品的可靠性和疲勞耐久性 航空航天領(lǐng)域的聲振耦合分析需求和場景混響聲場激勵的特點(diǎn) MSC Nastran和Actran實現(xiàn)混響聲場下聲振耦合
免費(fèi) 56分鐘 61播放
查看
Ansys 基于聯(lián)合仿真的電機(jī)聲品質(zhì)解決方案
Ansys 基于聯(lián)合仿真的電機(jī)聲品質(zhì)解決方案【已結(jié)束】? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 直播時間：2020-04-23 16:00 電動傳動系統(tǒng)噪聲成作為新能源汽車內(nèi)部的最大噪聲源一直備受關(guān)注，其中由于電機(jī)噪音與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)噪音截然不同的聲音特征，也讓傳統(tǒng)的NVH分析工具在面對電機(jī)的聲品質(zhì)問題時顯得力不能及。
免費(fèi) 1小時11分鐘 690播放
查看
車燈仿真分析系列課程（熱仿真/結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真/光學(xué)仿真）
課程大綱： 1.CAE仿真在汽車車燈的主要應(yīng)用 2.ANSYS在車燈結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真的相關(guān)案例 3.ANSYS針對汽車車燈結(jié)構(gòu)仿真的解決方案 Ⅲ 汽車照明系統(tǒng)設(shè)計中的光學(xué)仿真分析 【已結(jié)束】 直播時間：2019-11-07 20:00 隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車的外觀特色等已經(jīng)越來越受到大家的重視。
￥99 3小時5分鐘 1360播放
查看
結(jié)構(gòu)聲仿真的實例教程
散射體模型除了結(jié)構(gòu)外表面輪廓外，還有就是需要設(shè)定聲邊界，即穩(wěn)態(tài)聲場的邊界條件三類邊界條件：Dirichlet邊界條件(給定聲壓)，Neumann邊界條件(給定，為法向單位矢量)或Robin邊界條件(給定聲學(xué)阻抗，其中，和為給定的參數(shù))，例如剛性邊界為Neumann邊界條件=0。
4.4 流激勵結(jié)構(gòu)振動輻射聲仿真
從多物理場仿真的角度來說，艦船的流激勵結(jié)構(gòu)振動輻射聲仿真只是將振動輻射聲中的激勵力換成由流場CFD獲得的脈動力，而且該脈動力具有遷移性特征。本文中的脈動力通過時域激勵力互功率譜來表征該激勵力特性。結(jié)構(gòu)振動仿真在前面章節(jié)中已經(jīng)講過了，就是利用結(jié)構(gòu)有限元軟件進(jìn)行干模態(tài)計算，并導(dǎo)入聲學(xué)軟件Simcenter中，采用邊界元將結(jié)構(gòu)干模態(tài)與聲場進(jìn)行耦合計算獲得結(jié)構(gòu)的濕模態(tài)。聲輻射計算在輻射表面振動信息已知的情況下，就是通過聲學(xué)邊界元或有限元來進(jìn)行求解。
4.5 其他全頻段噪聲仿真
經(jīng)過對推進(jìn)器噪聲的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行梳理之后，結(jié)合工程實際我們不難發(fā)現(xiàn)，唱音和空化噪聲的聲仿真幾乎是無法精確實現(xiàn)的。而其它的噪聲機(jī)理都可以用前面章節(jié)中介紹的方法來進(jìn)行仿真。
唱音的仿真難點(diǎn)在于很難定義入流邊界，而且與結(jié)構(gòu)的制造工藝有關(guān)（同一型號的槳，工況一致，其中就有一兩條槳發(fā)生唱音）。然而，通過對流場仿真和槳葉結(jié)構(gòu)仿真以及唱音的機(jī)理分析可以有效地預(yù)防唱音的發(fā)生。
空化噪聲仿真難點(diǎn)在于：1、聲源為非穩(wěn)態(tài)聲源，且只具有統(tǒng)計規(guī)律；2、聲源頻率高達(dá)10kHz，聲源尺度為幾毫米，將給聲仿真計算量巨大；最重要一點(diǎn)，CFD計算無法較精確的定量計算出聲源。在這些認(rèn)知基礎(chǔ)上，本方案尋求一些定性的仿真方法，如CFD+虛擬面FW-H方法和CFD+經(jīng)驗公式法。
展開 <p class="ql-align-justify">聲屏障，主要用于公路、高速公路、鐵路、高架、橋梁和其它噪聲源的隔聲降噪，是一種重要交通設(shè)施。道路工程中應(yīng)用較廣泛的聲屏障有三種：直立式聲屏障、微弧式聲屏障和折板式聲屏障。</p><p class="ql-align-justify">聲屏障主要由支撐結(jié)構(gòu)、吸聲板及連接構(gòu)件組成。工程上多采用H型立柱作為支撐結(jié)構(gòu)，以確保聲屏障具備良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并便于安裝和維護(hù)。由于聲屏障迎風(fēng)面積大，為保其安全可靠，需進(jìn)行抗風(fēng)計算。其中，支撐結(jié)構(gòu)風(fēng)載荷下的強(qiáng)度與穩(wěn)定性尤為關(guān)鍵，已成為聲屏障設(shè)計的主要內(nèi)容和基本要求。根據(jù)《聲屏障結(jié)構(gòu)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 51335-2018）和《公路聲屏障 第2部分：總體技術(shù)要求》(JT/T 646.2-2016) 的規(guī)定，聲屏障結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮聲屏障材料本身結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度、支撐結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，以及聲屏障連接系統(tǒng)的強(qiáng)度及耐久性。</p><p class="ql-align-justify">傳統(tǒng)的聲屏障結(jié)構(gòu)設(shè)計主要依賴經(jīng)驗公式和理論計算，存在估算較為粗略、主體設(shè)計保守而關(guān)鍵部位設(shè)計不足等缺陷。隨著科技的進(jìn)步，有限元仿真技術(shù)的應(yīng)用使得聲屏障結(jié)構(gòu)計算更加快速、直觀、科學(xué)和準(zhǔn)確，仿真技術(shù)在聲屏障結(jié)構(gòu)形式、材料應(yīng)用、風(fēng)載模擬、抗風(fēng)性能和安全性能分析等方面可以發(fā)揮巨大作用。
展開 揚(yáng)聲器和揚(yáng)聲器系統(tǒng)的振動仿真分析沒有行業(yè)專用的軟件，一般采用通用的有限元軟件進(jìn)行，如Ansys，Comsol，Abaqus等。
主要可以做一些模態(tài)分析（如fs，晃動模態(tài)，中頻谷，分割振動），靜力分析，非線性分析（如Kms（x）曲線），喇叭盆架或箱體強(qiáng)度，跌落，鉚合等。 為設(shè)計支片，做了一個簡單的comsol app模型。可以對支片設(shè)計做一些前期快速驗證。
先簡單介紹下，具體的詳細(xì)應(yīng)用會后續(xù)再進(jìn)行探討。
其實不了解有限元軟件也沒關(guān)系，多學(xué)些有限元的基本知識，對解決工作中會碰到的比如應(yīng)力集中。頻響曲線峰谷分析等問題也是有幫助的。防止無目的的純靠猜想。當(dāng)然Klippel的Scanner或者Polytec激光測振儀等用處也相當(dāng)大。刨除儀器測試誤差，分析結(jié)果比有限元的結(jié)果要可信，而且可以用來校準(zhǔn)有限元的模型。
跌落的仿真是相當(dāng)復(fù)雜的。值得一提的是，Solidworks/ProE自帶的仿真模塊，comsol對這個問題基本無解。即便能得到結(jié)果，其可信度也是相當(dāng)?shù)偷摹５檬褂肁nsys或Abaqus等的顯式動力學(xué)模塊。
關(guān)于顯式動力學(xué)，感興趣的朋友可以自行了解一下。 汽車的碰撞仿真和跌落是類似的，屬于高度非線性，接觸時間極短。
鉚合的仿真分析可以用在比如鉚合盆架/前夾板（華司）的鉚合刀口的優(yōu)化上，如何使得鉚合力最大。
跌落和鉚合都做過一些模型，包括還有音圈規(guī)彈簧位置粗細(xì)等模型，不過暫時還未實際應(yīng)用在真實產(chǎn)品中。因為對揚(yáng)聲器/音箱的實際工程應(yīng)用作用也不大，有其他簡單的經(jīng)驗調(diào)整辦法，除了可以水一水論文之外。 后續(xù)可能合適的時候再拿出來炫技一番。
更多優(yōu)質(zhì)內(nèi)容案例，請關(guān)注公眾號：揚(yáng)聲器系統(tǒng)設(shè)計與仿真
展開 50ms內(nèi)到達(dá)聽音點(diǎn)的早期反射聲會提升聲音的清晰度，但是由于控制室不能過多的加入自身房間特性，所以早期反射應(yīng)盡量控制其能量。選用擴(kuò)散體是一個很好的方法，這樣可以均勻擴(kuò)散早期反射，使得聲場提升清晰度并具有一定空間感。高頻反射同時有助于提升響度，而低頻反射會使聲音渾濁，所以擴(kuò)散體應(yīng)只擴(kuò)散高頻成分（中心頻率大約在1kHz），對低頻反射應(yīng)盡量吸收。
不過早期反射也會帶來梳狀濾波等聲音干涉問題，影響聲場定位及聽音點(diǎn)頻響。很多人對于早期反射聲是很抵觸的，認(rèn)為反射聲對直達(dá)聲有嚴(yán)重的干擾，會影響前方聲像定位，然后便很教條地將所有的反射點(diǎn)全部使用吸音材料覆蓋，更有甚者將整個房間充滿吸音材料！這樣只會更多的衰減聲能，致使我們在混音時不斷地提升響度并提升混響。
我們在控制室里進(jìn)行縮混以及母帶處理，需要一個標(biāo)準(zhǔn)的空間環(huán)境，各頻段混響時間以及房間的頻率響應(yīng)盡可能保持平直。同時，我們也要確保各反射聲不會互相干涉形成梳狀濾波或影響頻率響應(yīng)。
02 房間的尺寸與形狀
房間結(jié)構(gòu)給聽音帶來的影響有： 平行墻面產(chǎn)生的駐波引起共振問題 ，非對稱結(jié)構(gòu)對定位的影響 。
駐波與共振：駐波是由兩列相反方向、同頻率的聲波相互疊加而成。當(dāng)平行墻面間距為半波長的整數(shù)倍，即產(chǎn)生軸向駐波。同時，還有斜向以及切向駐波。當(dāng)駐波持續(xù)存在時，會產(chǎn)生共振現(xiàn)象。當(dāng)幾種共振方式的共振頻率相同時，會出現(xiàn)共振頻率簡并現(xiàn)象。出現(xiàn)簡并的共振頻率上，那些與共振頻率相同的聲音被大大增強(qiáng)，這會造成頻率嚴(yán)重畸變。在低頻范圍內(nèi)，這種現(xiàn)象尤其嚴(yán)重。
對稱結(jié)構(gòu)：由于產(chǎn)生立體聲定位的原因在于兩揚(yáng)聲器所發(fā)出的聲音的音量以及時間不同，所以為了保證原始信號的定位準(zhǔn)確，雙耳接受到的房間信息要保持一定的平衡度。
展開 01
—
聲固耦合
當(dāng)一個振動的結(jié)構(gòu)體驅(qū)動了傳遞聲壓波的氣體或液體（流體）時，就會有聲音產(chǎn)生。振動著的物體可以是板、膜或固體。流體介質(zhì)中的壓力波也會在固體中產(chǎn)生振動。這個過程也被稱為聲-結(jié)構(gòu)相互作用。這個相互作用是雙向的。
對“聲-結(jié)構(gòu)相互作用”的研究涉及到兩個不同領(lǐng)域的物理學(xué)分支的相互結(jié)合：聲學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)。在某些情況下，流體中的聲壓波和固體的振動都強(qiáng)到足以發(fā)生顯著的相互影響，從而產(chǎn)生雙向的耦合。
在聲固耦合邊界
固體沿著交界面法向的加速度作用于流體
聲壓以法向單位面積載荷作用于固體
02
—
雙向聲固耦合
揚(yáng)聲器中，音圈的上下移使揚(yáng)聲器的振膜發(fā)生振動。這會使周圍的空氣產(chǎn)生壓力變化，并產(chǎn)生能讓人聽到的聲音信號。揚(yáng)聲器振膜周圍的空氣也會影響圓錐體本身的運(yùn)動；其中的一個例子就是所謂的“附加質(zhì)量”。
揚(yáng)聲器空氣隨動質(zhì)量計算
在揚(yáng)聲器的設(shè)計和優(yōu)化過程中，就必須要考慮到這些影響。
從上一節(jié)聲固耦合圖示中，可以清楚的知道聲固耦合原理。那么我們可以自己動手進(jìn)行雙向聲固耦合。
以Comsol自帶的揚(yáng)聲器模型為例進(jìn)行說明。聲固耦合在單獨(dú)的多物理場耦合模塊中設(shè)置。如下圖所示。
既然進(jìn)行手動耦合，那么先刪除這個聲結(jié)構(gòu)邊界。然后在聲場中定義法向加速度邊界，在到固體力學(xué)中加載邊界的聲壓。
和軟件自動耦合結(jié)果對比，結(jié)果是完全一致的。只存在非常微小的數(shù)值計算誤差。
03
—
拓展
手動聲固耦合除了加深對軟件計算背后的原理的理解之外，還有一個額外的好處。當(dāng)可以認(rèn)為聲場對固體振動影響很小時，可以手動進(jìn)行單向的固體到聲場的耦合。
展開 
結(jié)構(gòu)聲仿真的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
結(jié)構(gòu)聲仿真的最新內(nèi)容
本文原刊登于Ansys.com：《Boost Your Ansys Workflow: 5 Tips for Faster, More Accurate Structural Checks》
編輯整理：邱成宇 | Ansys 高級應(yīng)用工程師
在結(jié)構(gòu)工程中，精度和效率是必須滿足的目標(biāo)。由于項目變得越來越復(fù)雜，能夠在確保符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的同時簡化工作流程，對于取得成功的結(jié)果非常關(guān)鍵。
本文將介紹使用
<p>Ansys 持續(xù)幫助工程師更高效地解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計與可靠性挑戰(zhàn)，加速產(chǎn)品創(chuàng)新與研發(fā)迭代。在2026 R1 新版本中，結(jié)構(gòu)系列產(chǎn)品在效率、精度與工程可信度方面進(jìn)一步增強(qiáng)：Mechanical 帶來更高效的網(wǎng)格變形與 GPU 感知資源預(yù)測能力，LS-DYNA 強(qiáng)化電池?zé)岱抡媾c多物理場分析，Motion 提升系統(tǒng)級動力學(xué)性能，而 Sherlock、Forming 等工具也在電子可靠性與成形分析領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全面升級
授課時間
2026/5/19（二）-5/20（三）
AM 9:00-PM 16:00
授課地點(diǎn)
上海市嘉定區(qū)南翔銀翔路819號中暨大廈18樓1805室
課程講師
訊技光電工程團(tuán)隊及資深顧問
課程費(fèi)用
4800RMB/1人次
(課程包含課程材料費(fèi)、開票稅金、午餐費(fèi))
課程簡介
在常規(guī)的結(jié)構(gòu)仿真中，我們通常是“已知力，求變形”。但在實際工程中，往往遇到相反的情況：我們知道彈簧需要壓縮多少（比如 2cm），但想知道需要多大的力。
01 案例概述
物理場景：一個四圈半的鋼制彈簧，一端固定，另一端需要拉伸（或壓縮）2cm。
核心目標(biāo)：求解彈簧達(dá)到該變形量時，端部需要施加的載荷大小。
02 軟件設(shè)置與詳細(xì)步驟
第一步：項目建立與幾何導(dǎo)入
打開
發(fā)布日期：2026年3月26日
場景：某主機(jī)廠仿真工程師需要完成一款新車型前車門的側(cè)面碰撞結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真，評估車門內(nèi)板、防撞梁在側(cè)碰工況下的應(yīng)力分布與變形量，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。
工具鏈：CAxWorks.PreSys 2026R1（前處理 + 后處理） + Ansys Mechanical（求解器）
操作工程師：李工，CAE仿真工程師
一、AIFEM簡介
智能結(jié)構(gòu)仿真軟件AIFEM由天洑軟件自主研發(fā)，集智能仿真、高效求解、設(shè)計優(yōu)化于一體。
基于有限元分析技術(shù)，創(chuàng)新融合AI算法與工程專家知識庫，精準(zhǔn)解決傳統(tǒng)仿真軟件四大難題：建模耗時、操作復(fù)雜、迭代低效、計算緩慢。
二、版本更新簡介
AIFEM 2026R1在AI智能助手、前處理、多物理場分析、批處理等方面實現(xiàn)大幅升級，核心更新亮點(diǎn)如下
車輛NVH、振動噪聲控制在車輛車身開發(fā)、動力系統(tǒng)、暖通空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)等領(lǐng)域的有重要應(yīng)用。聲學(xué)分析需要考慮聲固耦合或聲輻射技術(shù)，因為涉及到內(nèi)場的聲固耦合分析或外聲場的輻射聲功率計算，雖然封閉聲場可以基于模態(tài)法減少計算時間，外聲場可以采用格林法或聲傳遞函數(shù)等方法減少計算時間，但是，聲學(xué)網(wǎng)格分網(wǎng)、聲固耦合計算還是要花費(fèi)更長的計算時間，造成企業(yè)需要更大的硬件資源和更長開發(fā)周期。
在車輛開發(fā)前期的動力系統(tǒng)開發(fā)或車身開發(fā)中
編輯
跳轉(zhuǎn)
編輯
跳轉(zhuǎn)
“Ansys 2025 全球仿真大會”仿真應(yīng)用大賽優(yōu)秀作品展示
本屆仿真應(yīng)用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎及行業(yè)最佳實踐獎。近 200 位來自汽車、半導(dǎo)體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無限潛能。我們將陸續(xù)為大家分享獲獎佳作，帶您一同領(lǐng)略仿真賦能創(chuàng)新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感
*本文投稿自汽車行業(yè)用戶方永利
本文采用 Altair OptiStruct 求解器在概念設(shè)計階段，通過引入拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)，結(jié)合等效靜態(tài)載荷法，將沖擊工況的非線性動態(tài)載荷轉(zhuǎn)化為等效靜態(tài)載荷，與線性靜態(tài)工況結(jié)合進(jìn)行多學(xué)科多工況的拓?fù)鋬?yōu)化。此方法能夠在設(shè)計自由度較高的概念階段確定最優(yōu)的材料分布和形狀，為后續(xù)減重降本設(shè)計奠定基礎(chǔ)。
具體而言，概念階段的拓?fù)鋬?yōu)化方案可使整車減重約
