結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲及CAE
關(guān)注創(chuàng)建者：黃浩欽 創(chuàng)建時(shí)間：2018-01-17
結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲及CAE的視頻教程
Workbench電磁多物理場(chǎng)耦合課程之“Maxwell與Mechanical磁結(jié)構(gòu)力、結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲耦合工程應(yīng)用”
磁力雙向耦合分析關(guān)鍵點(diǎn)； 11） Workbench平臺(tái)磁熱、磁結(jié)構(gòu)應(yīng)力耦合數(shù)據(jù)傳遞關(guān)鍵點(diǎn)； 12） Workbench平臺(tái)磁熱、磁結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲耦合分析關(guān)鍵點(diǎn)。
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Ansys-Maxwell電機(jī)振動(dòng)噪聲電磁結(jié)構(gòu)耦合仿真-ansoft詳細(xì)參數(shù)設(shè)置
1-ansoft磁路法電機(jī)設(shè)置-具體參數(shù)講解； 2-一鍵生成maxwell有限元電機(jī)模型，并進(jìn)行設(shè)置； 3-maxwell與workbench電機(jī)電磁耦合分析，進(jìn)行諧響應(yīng)和噪聲分析，生成頻譜圖，分析電機(jī) 產(chǎn)生的最大噪聲頻率點(diǎn)。
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結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲及CAE的實(shí)例教程
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為確認(rèn)機(jī)器旋轉(zhuǎn)期間在洗衣機(jī)外殼中產(chǎn)生的振動(dòng)，我們可以執(zhí)行一個(gè)瞬態(tài)分析，下圖描述了右側(cè)壁上的一個(gè)點(diǎn)在多個(gè)方向上發(fā)生的外殼變形。
接下來(lái)，我們可以分析右側(cè)壁中部一個(gè)點(diǎn)上的外殼法向加速度，以測(cè)量側(cè)壁發(fā)出的噪聲。這些結(jié)果在下方左側(cè)的繪圖中進(jìn)行了展示。同時(shí)，右側(cè)的繪圖描述了該加速度的頻譜。
我們可以注意到側(cè)壁振動(dòng)的頻率主要在 0-30 Hz 的范圍內(nèi)，峰值在 1.67 Hz 附近，這可以看作激發(fā)頻率。這與我們根據(jù)滾筒的慣性質(zhì)量比和設(shè)定旋轉(zhuǎn)速度下的載荷推斷出的頻率相符。但有意思的是，也出現(xiàn)了高于激發(fā)頻率的側(cè)壁振動(dòng)頻率值，這將發(fā)射額外的噪聲。出于優(yōu)化噪音和振動(dòng)角度考慮，可以將洗衣機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，僅在較低的、人耳捕捉不到的頻率發(fā)出噪聲。
展開(kāi) 另一種保持架特殊聲，是由于保持架與其他軸承零件引導(dǎo)面間的摩擦引發(fā)保持架的自激振動(dòng)而發(fā)生的喧囂聲。深溝球軸承的沖壓保持架較薄，在徑向和軸向平面內(nèi)的彎曲剛度較低，整體穩(wěn)定性差，軸承高速旋轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)因彎曲變形而產(chǎn)生自激振動(dòng)，引起“蜂鳴聲”。
當(dāng)軸承在徑向載荷作用下且油脂性能差的情況下，運(yùn)轉(zhuǎn)初期會(huì)聽(tīng)到“咔嚓、咔嚓”的噪聲，這主要是由于滾動(dòng)體在離開(kāi)載荷區(qū)后，滾動(dòng)體突然加速而與保持架相撞而發(fā)出的噪聲，這種撞擊聲不可避免但隨著運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后會(huì)消失。
防止保持架噪聲措施如下：
為使保持架公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，應(yīng)盡量采用套圈引導(dǎo)方式并注意給予引導(dǎo)面的充分潤(rùn)滑，對(duì)高速工況下的軸承結(jié)構(gòu)給予改進(jìn)，將滾子引導(dǎo)的L型保持架改為套圈擋邊引導(dǎo)的Z型保持架。
軸承高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，兜孔間隙大的軸承其保持架振動(dòng)振幅遠(yuǎn)大于兜孔間隙小的保持架振動(dòng)振幅，所以兜孔間隙取值尤為重要。
要注意盡量減小徑向游隙。
盡量提高保持架的制造精度，改善保持架表面質(zhì)量，有利于減小滾動(dòng)體與保持架發(fā)生碰撞或摩擦產(chǎn)生的噪聲。
積極采用先進(jìn)的清洗技術(shù)，對(duì)零配件和合套后的產(chǎn)品進(jìn)行有效徹底的清洗，提高軸承的潔凈度。
展開(kāi) 課程名稱：電磁結(jié)構(gòu)耦合振動(dòng)與噪聲專題培訓(xùn)
預(yù)排開(kāi)課日期：5/30-5/31
課程難度：基礎(chǔ)級(jí)
培訓(xùn)費(fèi)：4500
備注：實(shí)際開(kāi)課日期或因?qū)W員報(bào)名情況進(jìn)行調(diào)整，最終日期請(qǐng)以笛佼科技官方確認(rèn)為準(zhǔn)。
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學(xué)員能力提升目標(biāo)
? 理解掌握振動(dòng)噪聲的基本概念；
? 理解電磁噪聲的產(chǎn)生機(jī)理和主要影響因素；
? 掌握電機(jī)電磁建模和仿真的基本流程；
? 理解結(jié)構(gòu)噪聲的基本概念，電機(jī)結(jié)構(gòu)噪聲常見(jiàn)類型；
? 掌握電機(jī)電磁結(jié)構(gòu)耦合噪聲的建模和仿真的基本流程；
? 理解掌握振動(dòng)噪聲的測(cè)試方法及操作步驟、熟悉振動(dòng)噪聲分析思路。
授課內(nèi)容提綱
師資力量
CAE行業(yè)資深工程師團(tuán)隊(duì)，學(xué)歷碩博為主，均擁有多年客戶仿真項(xiàng)目實(shí)操經(jīng)驗(yàn)，理論素養(yǎng)與實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)雙保險(xiǎn)。
培訓(xùn)優(yōu)勢(shì)
采用線下小班精講形式，理論知識(shí)+案例講解+上機(jī)輔導(dǎo)，附贈(zèng)培訓(xùn)相關(guān)資料，可獲取講師微信課后交流。
上課地址
上海市楊浦區(qū)國(guó)安路432號(hào)保輝國(guó)際大廈D座802室
其他說(shuō)明
1. 培訓(xùn)計(jì)算機(jī)及相關(guān)軟件操作權(quán)限由笛佼科技現(xiàn)場(chǎng)提供；
2. 培訓(xùn)結(jié)束后將獲取笛佼科技官方培訓(xùn)證書(shū)；
3. 培訓(xùn)午餐由笛佼科技提供，交通及住宿需學(xué)員自理。
展開(kāi) 噪聲危害人的健康：長(zhǎng)期處在噪聲作用下會(huì)導(dǎo)致中樞神經(jīng)功能性障礙，表現(xiàn)為植物神經(jīng)衰弱癥候群；強(qiáng)噪聲作用于中樞神經(jīng)，往往引起消化不良及食欲不振，從而導(dǎo)致腸胃?。?em>噪聲會(huì)使交感神經(jīng)緊張，引起心跳過(guò)速、心率不齊、血壓升高等癥狀。船舶艙室噪聲主要對(duì)船員生理和心理的影響，如喚醒睡眠、妨礙交談、打斷思路、使人煩惱等。
船舶振動(dòng)與噪聲的控制
對(duì)于船舶振動(dòng)與噪聲控制，目前采用數(shù)值仿真的方法模擬船舶噪聲振動(dòng)問(wèn)題，主要基于有限元 (FEM)、邊界元 (BEM) 和統(tǒng)計(jì)能量分析 (SEA) 三種方法。
有限元方法是確定性的求解方法，用于低頻振動(dòng)環(huán)境的預(yù)示，可以得到結(jié)構(gòu)的整體模態(tài)參數(shù)。與邊界元方法結(jié)合可以預(yù)示結(jié)構(gòu)的振動(dòng)以及內(nèi)外聲場(chǎng)的噪聲輻射強(qiáng)度。有限元方法雖然在理論上可以在任何頻率范圍內(nèi)求解結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和噪聲輻射問(wèn)題，但是在求解高頻問(wèn)題時(shí)，由于波長(zhǎng)很小且模態(tài)密集，要準(zhǔn)確求解需要網(wǎng)格精細(xì)程度足夠高（通常在一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)需要6-10個(gè)單元），因此模型的規(guī)模會(huì)變得非常大，求解的時(shí)間變得非常的長(zhǎng)，反而沒(méi)有了數(shù)值仿真高效的特點(diǎn)。
其次，由于結(jié)構(gòu)的高階模態(tài)參數(shù)對(duì)許多不確定的原始參數(shù)以及許多結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)非常的敏感，但是結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)又不太好確定，使得有限元方法求解的精度大打折扣。另外，結(jié)構(gòu)聲振分析既存在振動(dòng)引起的噪聲輻射問(wèn)題，又存在噪聲引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)問(wèn)題，傳統(tǒng)的有限元方法在解決二者的耦合時(shí)比較困難。
展開(kāi) 
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結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲及CAE的最新內(nèi)容
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(jí)應(yīng)用工程師
編輯整理：王楊 | Ansys 主任應(yīng)用工程師
噪聲、振動(dòng)和聲振粗糙度（NVH）是電機(jī)設(shè)計(jì)與性能的關(guān)鍵因素。過(guò)高的NVH會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品壽命縮短
電機(jī)NVH測(cè)試優(yōu)化：鑄鐵平臺(tái)在噪聲振動(dòng)測(cè)試中的基礎(chǔ)作用
在新能源汽車、工業(yè)電機(jī)、家電電機(jī)等領(lǐng)域，NVH（噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度）功能是評(píng)估電機(jī)品質(zhì)的核心指標(biāo)，直接影響產(chǎn)品舒適性、可靠性與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。電機(jī)NVH測(cè)試的核心訴求是準(zhǔn)捕捉噪聲與振動(dòng)信號(hào)，而測(cè)試基準(zhǔn)的穩(wěn)定性直接決定信號(hào)采集的真實(shí)性。鑄鐵平臺(tái)作為電機(jī)NVH測(cè)試臺(tái)的核心基礎(chǔ)部件，憑借高剛性、低振動(dòng)、強(qiáng)抗干擾的特性，為噪聲振動(dòng)測(cè)試搭建穩(wěn)定基準(zhǔn)
噪聲、振動(dòng)和聲振粗糙度（NVH）是電機(jī)設(shè)計(jì)與性能的關(guān)鍵因素。過(guò)高的NVH會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品壽命縮短、維護(hù)成本增加和客戶滿意度下降。因此，在設(shè)計(jì)階段早期解決NVH挑戰(zhàn)至關(guān)重要，以避免設(shè)計(jì)階段后期出現(xiàn)重大NVH問(wèn)題。
電機(jī)NVH分析本質(zhì)上是一個(gè)結(jié)合了電磁和機(jī)械分析的、復(fù)雜的多物理場(chǎng)問(wèn)題——因?yàn)殡姍C(jī)NVH問(wèn)題通常源于電磁力與結(jié)構(gòu)組件（如定子）之間的相互作用。因此，全面了解電機(jī)的電磁和機(jī)械屬性對(duì)于準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其NVH
關(guān)鍵詞：帶筋薄壁結(jié)構(gòu)；固有頻率；屈曲穩(wěn)定性；變密度法；拓?fù)鋬?yōu)化；
帶筋薄壁結(jié)構(gòu)因具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，在汽車制造、航空航天、船舶工程等眾多工程領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，已成為現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)中不可或缺的重要組成部分。然而，在復(fù)雜外部載荷作用下，該類結(jié)構(gòu)的振動(dòng)與屈曲穩(wěn)定性問(wèn)題依然是設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)：振動(dòng)易引發(fā)結(jié)構(gòu)疲勞損傷，縮短其服役壽命；屈曲失穩(wěn)則可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體失效，甚至引發(fā)嚴(yán)重安全事故。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法多依賴于工程經(jīng)驗(yàn)或采用簡(jiǎn)化優(yōu)化策略
在機(jī)器人日益普及的今天，無(wú)論是工廠里的機(jī)械臂、醫(yī)院中的手術(shù)機(jī)器人，還是物流倉(cāng)庫(kù)中的AGV小車，它們的穩(wěn)定性、精度和靜音性能，直接決定了其在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)。
然而，振動(dòng)與噪聲問(wèn)題，常常成為機(jī)器人性能提升的“隱形殺手”。如何精準(zhǔn)測(cè)量、分析與控制這些“看不見(jiàn)的干擾”？HBK憑借其領(lǐng)先的測(cè)試測(cè)量技術(shù)，為機(jī)器人行業(yè)提供了從傳感器到軟件的一站式振動(dòng)與噪聲解決方案。
?? 振動(dòng)測(cè)試
為凸顯LMS振動(dòng)噪聲試驗(yàn)解決方案（Simcenter Testlab & Simcenter SCADAS）的價(jià)值，我將先點(diǎn)明振動(dòng)噪聲試驗(yàn)對(duì)高端制造的重要性，再?gòu)能浻布f(xié)同的功能、相較傳統(tǒng)方案的優(yōu)勢(shì)，以及在核心行業(yè)的應(yīng)用展開(kāi)，展現(xiàn)其專業(yè)性能。
在汽車、航空航天、工程機(jī)械等高端制造領(lǐng)域，振動(dòng)噪聲（NVH）性能直接決定產(chǎn)品可靠性與用戶體驗(yàn)，高效精準(zhǔn)的試驗(yàn)方案成為企業(yè)研發(fā)的核心支撐。西門子
培訓(xùn)日程：
培訓(xùn)時(shí)間：8月14-15日
培訓(xùn)地點(diǎn)：武漢市江夏區(qū)華工園二路1號(hào)2樓北京廳
面向人群：具備有限元基礎(chǔ)的工程技術(shù)人員
培訓(xùn)目標(biāo)：
? 了解關(guān)于Marc非線性熱、熱-機(jī)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(jī)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(guān)性設(shè)置和定義方法
精彩直播預(yù)告
在振動(dòng)與噪聲仿真問(wèn)題中，通常使用傳函來(lái)表示響應(yīng)與激勵(lì)之間的關(guān)系。此類仿真在多數(shù)預(yù)報(bào)和優(yōu)化場(chǎng)景中效果顯著，但其前提是必須掌握載荷的頻譜特性，以便針對(duì)載荷頻譜相關(guān)的特定頻率進(jìn)行傳函優(yōu)化。
然而，優(yōu)化效果仍需通過(guò)測(cè)試進(jìn)行驗(yàn)證。若響應(yīng)未達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)，則需重新優(yōu)化傳函。若能準(zhǔn)確地將實(shí)際載荷直接添加于仿真模型進(jìn)行分析，則可以直接從響應(yīng)頻譜中識(shí)別優(yōu)化的頻率及貢獻(xiàn)路徑，從而定量地驗(yàn)證優(yōu)化算法
疲勞斷裂
材料力學(xué)的傳統(tǒng)分析方法在面對(duì)多維度、多物理場(chǎng)的復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，往往需要大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持，并且計(jì)算過(guò)程繁瑣。而人工智能，特別是深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用，正在推動(dòng)材料科學(xué)領(lǐng)域的革命。通過(guò)將物理學(xué)定律與深度學(xué)習(xí)模型結(jié)合，如物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（PINN），工程師可以實(shí)現(xiàn)更為精確的疲勞與斷裂分析。AI技術(shù)的引入，不僅使得傳統(tǒng)的疲勞與斷裂分析方法更為高效，而且能夠自動(dòng)處理非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，如圖像、傳感器數(shù)據(jù)等，打破了傳統(tǒng)方法的限制
LMS Test.Lab 是西門子旗下（原比利時(shí)LMS國(guó)際公司開(kāi)發(fā)）的一款領(lǐng)先的振動(dòng)噪聲（NVH，Noise, Vibration, and Harshness）測(cè)試與分析系統(tǒng)。它廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、機(jī)械制造、能源等行業(yè)，提供高精度的數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理、模態(tài)分析、聲學(xué)測(cè)試等功能。憑借其強(qiáng)大的硬件兼容性、靈活的軟件架構(gòu)和行業(yè)領(lǐng)先的算法，LMS Test.Lab 已成為工程測(cè)試領(lǐng)域的標(biāo)桿解決方案
