結構振動可能是許多產品出現相關問題的根源,它可能導致疲勞與耐久性問題,也可能會給用戶或者在場人員帶來不適感。同時,不希望出現的結構振動還會妨礙產品按要求正常工作,并成為潛在的安全隱患。
NVH(噪聲、振動及聲振粗糙度)或 NV(噪聲和振動)問題,既是最能使用戶感受的產品的品質特性,也是產品開發團隊極力追求的性能目標之一,優良的產品性能有助于他們在競爭中脫穎而出。
借助 MSC領先的有限元分析(FEA)和多體動力學(MBD)功能,用戶能夠對部件或系統在各種工作環境下的振動情況進行仿真和預測。例如,汽車在道路上正常行駛或加速時,司機或乘客是如何察覺到發動機的聲音的,而當汽車碾過路面上的坑洼時,車上的人又是如何察覺到所產生的噪聲的。
MSC 軟件可用于眾多類型的 NV 仿真:
隔音板模態參與因子
全部裝飾的模型分析
自動化部件模態綜合(ACMS)
復特征值分析
動態設計優化
面向多體動力學的柔性體
頻率響應分析
頻率響應函數(FRF)
基于 FRF 的裝配(FBA)
傳遞路徑分析
載荷識別
載荷:與頻率或時間有關的作用力、位移、速度及加速度
模態參與因子
多模型與多學科優化
正則模態分析
隨機響應分析
超單元方法
瞬態響應分析
行業應用:
航空航天國防:氣動聲學/風扇噪音、內隔艙、發動機隔音板、結構減振系統。
汽車:傳遞系統、排氣裝置、制動器、行星齒輪組、鏈式驅動、頂蓋通風孔蓋板、動力系統、發動機懸置支架、變速箱安裝支架、后橋彈性部件、前橋彈性部件。
重型裝備:滑移裝載機、粘彈性底座、管道懸掛系統、車輛動力裝置與底盤、駕駛室懸架。
| 掌握部件或系統結構振動特點,通常不僅要求工程師對結構的自然振動特性和振動模式了若指掌,而且工程師還要了解結構對外部載荷因素是如何反應的,一般指的是頻率響應和瞬態載荷。 MSC 的 NVH 解決方案提供了多種功能,可針對結構部件、系統及機械裝配進行線性與非線性模態、瞬態及頻率響應進行分析。如果關心噪聲或耐久性,可將這些振動信息用于內外部噪聲的耦合聲學預測,或者利用振動仿真獲得的振動和瞬時加載詳細歷史記錄對產品的疲勞程度進行預測。 |
| 對于仿真和預測典型的內部聲學和外部聲學問題,MSC提供了完整的解決方案和技術。 對于內部聲學,MSC提供了流體—結構相互耦合式的仿真系統,用來計算邊界域內部的壓力。這可以解決乘客遇到的內部聲學問題。而對于外部聲學,MSC的解決方案提供了一種將結構振動與外部聲學相結合的仿真技術。該功能可在獨立的聲振耦合分析中,對振動結構引起的聲場進行分析。 隨著無限元的應用,已不再需要在聲源周圍生成大型聲場網格。此外,針對聲壓級的計算問題,MSC 提供的分析技術使工程師能夠在整套設備中識別出哪一個部件才是特定噪聲的主導者,這也被稱為面板貢獻量。 |
| NVH分析領域所面臨的典型挑戰是如何識別從源到某個感興趣點的能量流路徑。 在汽車裝配前,識別能量流路徑有助于深入地了解振動或噪聲的來源。MSC 提供的頻率響應函數(FRF)方法可幫助滿足這種需求。 FRF 可以反映出在給定頻率的單位載荷作用下,部件的頻率響應情況。然后可將這些部件的 FRF 進行組合以生成這些部件組裝后的FRF。這種方法的優點是有助于傳遞路徑分析(TPA)。通過傳遞路徑分析,用戶可對能量流從源頭到接收進行跟蹤。這樣就可以識別出關鍵路徑和噪聲源。例如左上角的圖片所示,噪聲源為發動機;而在下圖中,噪聲源是由輪胎載荷引起的。因此,為了解和改進汽車的噪聲、振動及聲振粗糙度,工程師需要進行一次全系統分析,而 MSC Nastran 軟件可通過其針對特定應用、高效的求解器來幫助用戶實現這一目的。 |
| 用戶和現場人員所觀察和感受到的 NVH 重要特性,通常是與整車設計有關的問題。 為了仿真這些行為,仿真模型必須能夠表征幾乎完整的汽車系統,這將導致需要大量的結構和機械系統裝配模型。MSC可提供經過行業驗證的高性能方法,對上述類型的模型進行準確而高效的建模和仿真。其中包括:
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