基于声-固耦合模型的车内噪声响度参数的预测与分析研究

针对传统A计权声压级评价指标对噪声低频成分衰减较大,常常出现车内声压级达标,声品质不合格的问题。引入心理声学参数的响度参量,利用虚拟仿真技术分析评价车内声学特性。建立驾驶室声-固耦合有限元模型,结合试验激励数据,进行基于模态的声学响应计算。在Matlab平台上,建立车内声品质客观心理声学参数响度的计算模型,对比预测驾驶室内场点的声压级和响度分布,结合声压级和响度结构板块贡献量分析,研究声压级和响度参量评价驾驶室结构特性的差别并识别驾驶室主要噪声源。以此为基础指导优化驾驶室结构阻尼铺设位置,综合提高车内声学品质。     

基于声固耦合模型的车内低频结构噪声响应分析

根据模态相似原则建立某重型商用车简化的驾驶室有限元模型。在此基础之上建立驾驶室的声固耦合模型,并利用声学模态试验验证了模型的正确性。通过实车道路试验测量怠速工况和匀速行驶工况下驾驶室悬置点的激励信号和车内振动噪声响应信号。将测量的激励信号施加于声固耦合模型进行频率响应分析,计算20～200 Hz范围的车内结构噪声。将得到的振动噪声响应仿真结果与试验结果进行对比分析。分析表明,仿真响应频谱能够反映出激励谱和模态的影响,与试验结果相符。利用此模型预测车内振动噪声水平,也具有较高精度。     

大客车车内噪声有限元声固耦合建模与仿真

应用ANSYS软件建立了DD6119大客车车身声场-结构耦合模型,并对车内噪声进行了有限元仿真研究.通过耦合系统模态与频率响应分析,得出了车内声场固有频率与噪声声压曲线,分析了车内噪声能量分布以及掣身振动对车内噪声的影响.研究结果表明:在低频范围内,DD6119大客车车内噪声主频为80Hz,车内低濒轰鸣噪声主要来源于车身顶部振动.     

基于新型声固耦合方法的汽车振动噪声响应分析

针对传统基于有限元的声固耦合分析方法由于色散误差过大仅适用于低频分析的问题,耦合声学梯度加权有限元法(Gradient-weightedfiniteelementmethod,GW-FEM)和基于虚拟中心点的离散剪切间隙板壳单元(Centralpoint-baseddiscrete sheargapmethod,CPDSG),发展了一种精确、高效的新型声固耦合分析方法 GW/CPDSG。基于梯度加权有限元法对声压梯度进行加权重构,采用基于虚拟中心点的离散剪切间隙板壳单元重构板壳单元的剪切应变场,并通过耦合界面处声场和结构场的相容性和平衡条件最终建立系统的耦合方程。将所建立的耦合模型应用于汽车乘员舱声固耦合系统频率响应的分析,数值结果表明,GW/CPDSG方法对中低频声固耦合问题的预测精度显著高于有限元/有限元耦合方法,尤其是对复杂系统声固耦合响应的预测更是表现出了良好的适应性和可靠性,可有效提升可分析频率的上限,降低大规模问题的计算成本,在实际工程问题中具有广阔的应用前景。     

路面激励下的车内低频噪声预测及分析

建立汽车车身结构及车内声腔的有限元模型,并分别对其进行模态分析,获取该车车身结构和车内声腔的模态特性;建立整车多体动力学模型,进行动力学仿真分析,获取路面激励下悬架与车身连接点处的激振力,作为车内耦合声场分析的振源。对车身结构-车内声腔的耦合系统进行车内声场分析,预测低频范围内的车内耦合声场分布和车内场点频率响应曲线。根据分析结果,分别对车内场点声压贡献较大的车身板件提出结构改进方案,从而实现了车内降噪,并提高乘坐舒适感。     

汽车驾驶室声固耦合系统的灵敏度分析

汽车车内声学灵敏度分析,是汽车NVH(Noise Vibration Harshness)特性研究的重要内容.文中利用有限元方法,建立汽车驾驶室三维声固耦合模型,在ANSYS中计算了驾驶室在20～200 Hz频率的声固耦合振动特性.利用ANSYS的灵敏度分析功能,计算了驾驶室内某点声压级对驾驶室各面板厚度的灵敏度,为有效降低车内某点噪声及进行结构修改,提供了方向性指导.     

基于边光滑有限元的声固耦合研究

在声固耦合的计算分析中,一般采用耦合的有限元或者耦合的有限元与边界元等数值方法来进行模拟。由于有限元系统偏硬,因而在使用有限元进行声学及声固耦合问题的模拟中,都会产生比较大的数值误差。为了降低声固耦合系统的刚度,降低有限元的计算误差,通过采用耦合的边光滑有限元法来对三维的声固耦合问题进行模拟。由于三角形网格和四面体对于任何复杂几何模型的离散适应性很强,因此在结构域中,将采用三角形来离散系统,而在声学域中,采用四面体来离散,并对结构域中三角形板单元以及流体域中的四面体单元都进行基于单元边的梯度光滑操作。通过数值算例的研究结果表明,光滑梯度操作能够适当降低有限元系统的刚度,使离散系统刚度更加接近连续系统的刚度,数值解更加接近真实解,从而为本方法的进一步应用打下基础。     

基于模态叠加法的声固耦合噪声仿真与实验

在ANSYS中建立了长方体箱体的有限元模型,并计算结构模态。将有限元模型和结构模态导入Virtual Lab,计算空腔声模态,用模态叠加法计算耦合声场对激励的响应,得到了声压级分布云图和场点频率响应曲线。设计了长方体箱体的振动噪声实验,将声卡采集得到的噪声信号在Matlab中进行傅立叶分解,得到声场内一点对激振频率的响应曲线。仿真数据与实验数据有较好的一致性。     

基于声固耦合分析的工程机械驾驶室优化设计

基于某型号工程机械驾驶室最大噪声为结构噪声的测试结果,首先建立了驾驶室的声固耦合仿真分析模型,并利用模态试验对分析模型的正确性进行了验证.对定置与匀速行驶工况下工程车辆的驾驶室车内噪声响应和4个悬置点的激励信号进行了测试分析,将采集的激励信号作为输入施加于声固耦合分析模型进行驾驶室内结构噪声计算和频率响应分析,通过噪声...     

驾驶室结构振动及其声固耦合噪声响应分析

利用有限元分析软件ANSYS和声学分析软件SYSNO ISE对卡车驾驶室的振动与内部声场耦合做了数值计算分析研究。介绍了振动频响分析方法,动力学计算与声学边界元模型耦合的具体步骤。通过计算分析,分别研究了驾驶室结构的声固耦合模型与非耦合模型对室内声场的影响,从而找出在不同的壁板厚度条件下,声固耦合作用对室内噪声的影响,以及驾驶室内声场的变化规律。     

振动体声学灵敏度分析的边界元法

振动结构关于设计变量的声学灵敏度分析可以为机械系统的低噪声设计提供量化依据,为结构的优化设计提供方向。采用边界元法,推导了辐射声压关于频率、表面振速等设计变量的声学灵敏度公式。在对系数矩阵求导时,没有采用传统的有限差分法,而是直接求导,并利用不连续单元替换点法处理边界元法中的奇异积分问题。将数值解与理论值比较,证明了计算公式的准确性和有效性。该灵敏度计算方法为机械系统的低噪声设计打下了基础。     

基于有限元法的结构优化与灵敏度分析

探讨了用有限元法进行结构优化与灵敏度分析的一般思路 ;介绍了优化与灵敏度分析的基本理论及利用 I-DEAS软件进行优化的过程。以某轻型客车的车架为例 ,选弯曲刚度、扭转刚度和一阶扭转频率为性能约束 ,根据灵敏度分析结果 ,按高刚度、轻质量的要求 ,选择出有效的设计变量进行了重量最轻或性能最优的结构优化 ,并得出相应的结论。     

汽车传动轴中间支承的有限元分析

针对传动轴横梁的开裂问题,对传动轴中间支承横梁进行有限元仿真分析,计算不同转速下支承吊架的应力分布情况,对其进行结构改进,并对改进前后进行道路试验,试验表明改进后的结构传动轴支承横梁处的应力大大减小,效果明显.     

车架静强度有限元分析

用I-DEAS9．0软件对某车架进行了三维有限元静强度计算分析，探讨了车架裂纹产生的原因。     

基于ANSYS直齿圆柱齿轮有限元模态分析

研究了直齿圆柱齿轮的固有振动特性，采用有限元法建立了直齿圆柱齿轮的动力学模型，通过有限元分析软件ANSYS对齿轮进行模态分析，得到了齿轮的低阶固有振动频率和主振型，可以为齿轮系统的动态设计提供参考，同时也为齿轮系统的动态响应计算和分析奠定了基础。     

基于热力耦合模型的切削加工残余应力的模拟及试验研究

航空精密薄壁零件具有复杂的型腔结构,切削加工残余应力是薄壁零件精度稳定性的重要影响因素,因此必须对切削加工残余应力进行研究。根据热—弹塑性有限元理论,建立切削加工三维有限元模型,对航空铝合金材料Al2A12进行切削加工非线性弹塑性有限元模拟分析,对切削加工表面残余应力进行预测和计算。通过有限元分析,得到不同切削参数、刀具参数条件下的已加工表面残余应力的模拟结果,并对结果进行比较分析,得到各个因素对工件已加工表面残余应力的基本影响规律;进行不同加工工序条件下的切削加工残余应力的有限元模拟,在加工表面已有一次切削加工残余应力分布的情况下,进行二次切削加工有限元模拟,得到二次切削加工对工件已加工表面残余应力的影响规律;并且进行不同切削参数对残余应力影响的试验研究,验证有限元模型的正确性。     

用于航海模拟的Stewart平台的有限元分析与优化设计

在 ANSYS中利用耦合法对用于航海模拟的 Stewart平台直接建模 ,并在满负荷条件下对平台进行模态与动态分析。采用一阶方法对平台进行优化设计 ,使其在满足所有给定的约束条件下 ,确定具有最小目标函数值的结构设计并得出优化结论     

Intelligent Design Optimisation Based on the Results of Finite Element Analysis

An optimisation cycle is a part of the development process for every new product. It has a very important role in today’s high-tech technology, where only optimal solutions can succeed in the market. If the structure does not satisfy given criteria, certain optimisation steps, such as redesign, use of other material, etc., have to be taken. A decision about what should be done depends directly on the correct interpretation of the results of the engineering analysis. A lot of knowledge and experience is needed to properly understand the results of the analysis and consequently to chose the appropriate measures, yet, the existing software for computer-aided analyses still does not provide adequate tools for a proper interpretation and evaluation of the results. In the paper, we present our vision of a knowledge-based system for more intelligent post-processing as a part of the optimisation cycle leading to optimal solutions more efficiently.     

有限元分析在配合公差中的应用

公差配合是机械理论中的基本概念,在产品设计中经常用到,目前选用的大部分公差配合是采用或借鉴标准、规范而得到,并参考工程师的经验予以修正。但是实际过程中,公差配合的选择必须与零部件的受力工况结合分析而确定,选择不适合的公差配合会对产品的性能产生很大的影响,甚至是造成产品可靠性不高的主要因素,所以应利用有限元的方法分析公差配合在产品设计中的影响。本文从一个承载零部件的实际情况分析,说明有限元分析在配合公差中的应用。