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<p><strong>海克斯康—混響場下的航空航天結(jié)構(gòu)聲振耦合分析</strong></p><p><strong>演講主題介紹</strong></p><p>常規(guī)的結(jié)構(gòu)有限元?jiǎng)恿W(xué)分析中，混響聲場激勵(lì)條件的加載往往較為復(fù)雜，甚至難以實(shí)現(xiàn)，MSC Nastran和Actran的聯(lián)合仿真既利用了MSC Nastran多樣的結(jié)構(gòu)單元類型、高效的計(jì)算效率，也利用了Actran方便快捷的聲學(xué)激勵(lì)加載手段，可以快速完成混響聲場激勵(lì)下的聲振耦合分析

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)雜的多物理場問題——因?yàn)殡姍C(jī)NVH問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。

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(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。

聲振耦合分析之邊界元法 分析步驟簡要介紹： 1 模型簡化、材料屬性、邊界條件、載荷及響應(yīng)梳理； 2 振動(dòng)響應(yīng)分析；或者來自外部的振動(dòng)響應(yīng)結(jié)果； 3 聲學(xué)邊界元設(shè)置； 4 求解計(jì)算及結(jié)果查看； 5 方法總結(jié) 如果你想要了解這些，不要猶豫可以聯(lián)系我。

摘要 針對現(xiàn)有簡單模型對水下實(shí)際目標(biāo)的仿真逼真度較差的情況, 利用COMSOL聲固耦合算法以及完全匹配層對二維潛艇簡單模型受激勵(lì)后的散射聲場進(jìn)行了數(shù)值仿真分析。利用ANSYS有限元分析軟件對相同簡化模型進(jìn)行計(jì)算對比, 計(jì)算結(jié)果基本吻合, 驗(yàn)證了COMSOL在計(jì)算大型目標(biāo)散射聲場時(shí)的有效性。

耦合動(dòng)力學(xué)行為但是從轉(zhuǎn)輪葉片上分離的渦旋向下游移動(dòng)進(jìn)入尾水管時(shí)，不會(huì)直接影響到導(dǎo)流葉片。因此，即使鎖定效應(yīng)會(huì)造成放大的渦旋脫落，但必定有其它原因?qū)е聦?dǎo)流葉片上游方向傳播的壓力脈沖，。隨后，工程師使用ANSYSMechanical 開展了模態(tài)和諧波響應(yīng)分析，在使用流體單元?jiǎng)?chuàng)建的簡化水域中，用轉(zhuǎn)輪的聲振模型來研究整個(gè)轉(zhuǎn)輪和流道的耦合動(dòng)力學(xué)行為。

使用工具Ansys Motion，Ansys Rocky最終成果 利用Ansys Motion 和 Ansys Rocky 耦合仿真的分析方法，快速高效地求解了運(yùn)動(dòng)學(xué)與流體力學(xué)耦合的復(fù)雜問題，該方法得到的結(jié)果貼近實(shí)際，結(jié)合觀察到的測試現(xiàn)象，解釋了平衡環(huán)抗振的機(jī)理，評估了不同平衡環(huán)設(shè)計(jì)對抗振性能的影響。

NVH分析，即噪聲、振動(dòng)和聲振一體化分析，是指通過仿真軟件對結(jié)構(gòu)、流體、材料等多物理場耦合系統(tǒng)進(jìn)行分析，以評估系統(tǒng)的噪聲、振動(dòng)和聲振一體化特性。 NVH分析主要應(yīng)用領(lǐng)域：§ 機(jī)械設(shè)計(jì)：用于分析和優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)的噪聲、振動(dòng)和聲振一體化特性，如汽車、飛機(jī)、船舶等結(jié)構(gòu)?！? 航空航天：用于分析和優(yōu)化航空航天器的噪聲、振動(dòng)和聲振一體化特性，如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、航天器等。

通過疊加實(shí)際噪聲的傳遞函數(shù)以及電機(jī)工作環(huán)境的背景噪聲，實(shí)現(xiàn)了快速準(zhǔn)確的電機(jī)整體聲品質(zhì)評價(jià)可能。一、基于仿真的電機(jī)產(chǎn)品的NVH性能評估基與Ansys Maxwell 和 Mechanical 的耦合諧響應(yīng)分析結(jié)果，進(jìn)一步憑借直觀聽感和聲學(xué)分析工具，診斷、評價(jià)、優(yōu)化電機(jī)NVH設(shè)計(jì)。

電機(jī)多學(xué)科分析 熱—機(jī)疲勞分析 電機(jī)NVH仿真 重要性和挑戰(zhàn) -NVH（噪聲、振動(dòng)和聲振粗糙度）是電機(jī)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)挑戰(zhàn) -NVH是一個(gè)多物理場問題，具有耦合的電磁，結(jié)構(gòu)和聲學(xué) -電機(jī)可能必須滿足噪音標(biāo)準(zhǔn)

，從六個(gè)方面進(jìn)行了介紹，驅(qū)動(dòng)電機(jī)對整車聲振特性影響研究、驅(qū)動(dòng)電機(jī)振動(dòng)噪聲激勵(lì)源的研究、基于磁固耦合的電機(jī)振動(dòng)噪聲動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析研究、電機(jī)振動(dòng)噪聲控制優(yōu)化研究、對電機(jī)噪聲傳播路徑控制的研究、電機(jī)噪聲對車內(nèi)聲品質(zhì)影響研究。

</p><p>ANSYS Workbench作為一個(gè)先進(jìn)的仿真平臺(tái)，具備分析和模擬復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的能力。它涵蓋了結(jié)構(gòu)靜力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、剛體動(dòng)力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)熱力學(xué)、電磁場分析以及多物理場耦合分析等多個(gè)領(lǐng)域。這些功能使得工程師能夠?qū)C(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行全面的性能評估，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品的可靠性和性能。

得到的主要結(jié)論如下: 1)減速器的存在使得系統(tǒng)的振型變得復(fù)雜，不再是典型的電機(jī)振型，而是既有單獨(dú)的電機(jī)振型，也有單獨(dú)的減速器振型，還有二者耦合的整體振型。 2)動(dòng)力總成固有頻率分布密集，在電磁力的諧波頻率附近都存在著多個(gè)固有頻率，會(huì)對系統(tǒng)振動(dòng)噪聲特性產(chǎn)生影響。

背景介紹 得益于多物理場問題仿真的簡便性，Ansys LS-DYNA工具一直被廣泛用于高科技產(chǎn)業(yè)，本文將介紹如何使用LS-DYNA多物理場功能進(jìn)行聲振仿真，首先將介紹建模方法以及對聲振響應(yīng)結(jié)果，進(jìn)行后處理的方法，以及影響聲學(xué)響應(yīng)的參數(shù)。卡扣組件是日常生活中的常用產(chǎn)品，如電氣連接器。

在產(chǎn)品研發(fā)的工程化流程中，聲學(xué)性能已成為衡量高端裝備與消費(fèi)產(chǎn)品核心競爭力的關(guān)鍵指標(biāo) —— 汽車 NVH（噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度）性能直接影響駕乘體驗(yàn)評級，航空航天設(shè)備的聲學(xué)輻射需滿足嚴(yán)苛的國際空域噪聲標(biāo)準(zhǔn)，消費(fèi)電子的聲學(xué)適配則決定用戶交互質(zhì)感。