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。     

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.     

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。     

齿轮箱声固耦合系统面板贡献度分析

针对某型齿轮箱,提出一种基于声学贡献度分析的减振降噪设计方法.建立了齿轮箱有限元模型,计算其结构模态.将齿轮箱有限元网格作为结构网格和声学边界网格,在LMS Virtual.Lab下用边界元法求解真实工况激励下的辐射声场.利用声学贡献度分析,找到贡献度最大的面板,修改其设计参数.修改结构后,声场中某点噪声峰值降低8.2...     

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。     

超声波流量计中反射装置的声-固耦合分析

对超声波流量计中的反射装置进行有限元模拟计算,利用声-固耦合的方法将流体域内的声压和固体域中的结构变形联系起来。在流体域内求解Helmholtz方程,得到的声压作用于固体表面使得超声波反射装置受到载荷,而结构变形在固体边界的法向上产生结构化加速度。选取一款超声波流量计的反射装置并将其置于无限大空间中,通过一个球体对计算区域进行分割得到有限元计算区域,将超声波换能器简化为垂直入射计算区域的平面波。通过对硬边界、铝材料和不锈钢的模拟结果进行对比,分析3种情况下超声波传播过程中3条路径上的声压级变化,得出固体域的结构变形对超声波传播过程中声压分布产生影响;不锈钢材料宜作为反射装置的材料。     

基于声学灵敏度的汽车噪声声-固耦合有限元分析

车身结构声辐射的预测对于噪声的控制和降低有着重要的意义.首先推导了声-固耦合有限元的控制方程,并得到模态参与因子和板块声学贡献量的计算方法;然后以某商务车为研究对象,应用虚拟试验场技术,建立声-固耦合有限元模型,包括车身与汽车室内空腔的有限元模型;选择车身与底盘的连接点作为声学灵敏度分析的激励点,采用声-固耦合有限元法,计算得到各悬置点至驾驶员耳旁的声学灵敏度;从声学灵敏度分析结果中发现,车身模态在共振峰70、138、200 Hz处均存在较大的峰值;研究这三个峰值的频率点及其结构,并计算结构模态和声学模态参与因子以及车身板块的声学贡献量,最终得出对车内声学响应影响最大的板块和结构模态.     

重卡驾驶室的声固耦合模态分析

利用有限元法建立某重卡驾驶室车身结构和车室空腔模型,并建立了考虑结构与空气之间相互作用的车室声固耦合系统模型。使用Nastran软件对三个模型的模态进行仿真计算,对结构的模态频率和变形部位、空腔声学模态频率和声压分布情况以及耦合系统中结构和声学空腔模态频率和振型的变化进行了详细分析,为下一步的车身设计和改进提供了依据。     

万向联轴器十字轴强度三维有限元分析

在对５３０轧机轧制扭矩的现场实测基础上,建立了十字轴的三维有限元计算模型,驼用ＳＡＰ５程序分析了十字轴的应力轴,找出了十字轴的危险截面,分析了十字轴发生断裂的原因,提出了在十字轴结构设计时应采取的措施。     

联轴器法兰端面齿的设计及有限元分析

提出了联轴器法兰锥形端面齿的几何尺寸设计方法,建立了端面齿及连接螺栓的强度校核公式,并进行了有限元分析验证。该方法能用于Ф500～Ф1 200 mm联轴器法兰端面齿的系列化一般设计,也可供小规格联轴器法兰端面齿作设计参考。     

采用自由度耦合技术的汽车起重机车架有限元分析

汽车起重机车架为复杂超静定结构,传统力学方法难以计算且存在较大计算误差.用ANSYS对QY25汽车起重机车架及支腿进行有限元分析,采用板壳单元建立其有限元模型.活动支腿与支腿固定箱连接处的处理使用自由度耦合技术以较好模拟二者的连接关系.对典型工况分析获得的应力及位移分布规律得到车架及支腿的危险区域.为进一步修改优化车架...     

煤饼与捣固装置耦合非线性有限元分析及煤箱结构优化

针对捣固炼焦设备在作业时存在的问题,对捣固炼焦设备的捣固工作装置进行了研究。对国内外相关研究进行了归纳,确立了利用Duncan-Chang模型作为捣固炼焦中煤饼的本构模型的方法,通过实验装置获得了煤饼与煤箱之间的作用力分布,利用实验与仿真数据对比的方法,对煤饼本构模型及捣固动力学模型进行了验证,利用有限元的方法建立了模拟大型捣固炼焦设备捣固过程的动力学模型,通过对煤箱结构特性的分析,对煤箱结构进行了尺寸优化设计。研究结果表明:利用Duncan-Chang模型模拟煤饼的本构从而开发的动力学模型,可以较为精确模拟设备的实际捣固过程;进行尺寸优化后的煤箱结构可以满足实际作业时的强度及刚度要求,且设备的质量更轻,有着良好的经济性。     

连轴器膜片的有限元分析

为了设计出满足需求,并且最节省材料的膜片,对两种钢片挠性联轴器的膜片进行了有限元分析.分别计算一定规格的四孔,六孔骨片在各种工况下的应力状况.分析出了厚度、孔数、片数等因素对膜片性能及螺栓负荷的影响规律.其次,结合骨片材料的许用应力以及螺栓的许用应力,给出了实际膜片所需骨片数的计算方法,对膜片的具体设计提供了参考依据.     

开式压力机焊接机身有限元分析研究

利用有限元软件对160tC型压力机焊接机身进行有限元分析,从而获得机身的等效应力分布和等效位移分布,为提高压力机的强度和刚度、减轻机身重量提供重要的参考依据。     

膜片联轴器多体接触有限元数值模拟

考虑膜片联轴器实际工作状态下的螺栓预紧力、离心力、扭矩等载荷工况,建立了膜片联轴器的整体有限元模型,采用ANSYS软件对其进行接触有限元分析,得到膜片联轴器的综合位移和等效应力云图,以及膜片组的接触应力分布曲线。通过对存在轴向偏离、径向不对中、角向不对中等安装误差的膜片联轴器的多体接触有限元仿真及对比分析,得出各种安装误差对膜片联轴器力学性能的影响规律。     

基于ANSYS的金属软管的动态有限元分析

运用非线性有限元法,采用三维壳单元Shell93和空间梁单元Beam18,利用耦合和约束理论,在ANSYS中建立金属软管的有限元模型,对金属软管进行动态有限元分析(包括模态分析和瞬态分析),得到金属软管的任意阶固有频率,振型以及位移-时间曲线,并将分析结果与试验结果进行比较,证明了有限元建模及其分析结果的正确性,为金属软管的力学性能和设计分析尤其在防止共振方面的研究提供了参考.     

曲轴复合加工中心主轴箱有限元分析

曲轴复合加工中心是一种高效加工曲轴的新型设备。建立曲轴复合加工中心主轴箱的三维模型,并分析其载荷及边界条件。以ANSYS软件作为分析工具,对曲轴复合加工中心主轴箱进行静力和模态分析,得到了应力云图、位移云图及前七阶模态。由分析可知,主轴箱的最大应力为18.272MPa,应变值为0.0044mm,应力和应变值均较小,固有频率大,动态特性好,满足机床设计要求且具有优化空间,为以后主轴箱结构改进、优化设计和动力修改提供了理论依据。     

MARC有限元分析在钢板弹簧设计中的应用

应用MARC有限元分析技术,不需要任何假设,尽量考虑到钢板弹簧实际受力的情况,实现比传统设计方法更为精确的计算。较为精确地计算出组装后各片板簧的预应力、共同曲率、U形螺栓夹紧后的总成弧高、总成刚度及指定载荷下的位移、应力和应变值。