Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作

蓝图分享网 2023-01-12 19:41:08 643阅读 0评论

耀唐解读

Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作 第1张
前两期我们介绍了模态的含义、模态的影响以及影响模态分析结果的几个因素:

Abaqus 汽车NVH系列(一):概念分享

Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作 第2张

Abaqus 汽车NVH系列(二):模态分析

Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作 第3张

本期我们就来介绍下,如何使用有限元软件Abaqus来进行产品的模态分析。

 

有限元

 

对于有限元本身这个概念,来自于软件对产品模型的处理方式。从物理数学公式上求解产品的结构指标涉及到求解微积分方程,往往比较复杂甚至得不到理想的结果。在数值计算介入后,我们可以把所涉及到的物理方程离散成矩阵求解,虽然矩阵的规模非常大,但这种通过增加计算量来降低计算难度的事情,可以完全交给计算机。因为这种方法把结构离散成一个一个小的单元,在每个单元上施加基本且简单的物理方程,通过有限个单元的整合得到产品整体的性能参数,所以这种方法称为有限元求解。

Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作 第4张

 

Abaqus求解步骤

 

Abaqus软件的几个功能模块,完全是和有限元求解操作流程一一对应的,包括以下主要几个部分:

1、几何建模/清理/简化——Part模块

2、材料属性赋予——Property模块

3、零件装配——Assembly模块

4、分析加载步骤定义——Step模块

5、零部件相互作用设置——Interaction模块

6、施加载荷和约束——Load模块

7、有限元网格划分——Mesh模块

8、求解工作——Job模块

9、结果后处理——Visualization模块

Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作 第5张

 

模态分析设置

 

对于模态分析而言,根据上一期我们的介绍,主要涉及到的材料参数有密度、弹性模量和泊松比。至于载荷和约束这方面,零部件装配体可以自由分布(自由模态),也可以施加边界条件(约束模态);施加载荷以及边界条件,都会影响结构的刚度分布,前者通过改变应力分布影响刚度,后者通过局部刚度加强影响刚度,刚度是模态分析结果的一个重要影响因素。对于真实产品而言,基本上都是有约束条件的,因此约束模态是更符合我们预期的,在做模态分析之前,一定要首先判断预应力和边界约束。

下面我们通过一个简单的案例来介绍下Abaqus软件做模态分析的操作流程:

STEP 01   打开软件。这里我们着重强调下,Abaqus最好在每次项目时单独设置工作目录,这样每次的项目都会指定的目录下,而不是全都放在默认目录。

Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作 第6张

STEP 02   导入几何或建模。这个例子里面我们直接在软件里面创建一个薄板,当然,Abaqus软件支持市面上大部分CAD格式的模型导入。

Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作 第7张

Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作 第8张

STEP 03   定义材料并赋予几何。定义材料属性→定义截面属性→将截面属性赋予几何零件。在Abaqus软件里面并不是把材料直接赋予给几何,而是通过截面赋予。同一个材料可以是不同截面属性,如实体solid壳shell梁beam、均质平面应变复材等。

Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作 第9张

STEP 04   定义装配实体。对于Abaqus软件,每个模型里有且只有一个装配实体,即使只有一个零件,也需要创建单零件的装配实体。

Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作 第10张

STEP 05   分析步设置。模态分析在线性摄动类型下面,Frequency。模态分析一般可以设置特征求解器类型,几种求解器应用场景有所不同;也可以指定模态求解的频率范围或数量等。

Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作 第11张

STEP 06   施加约束。这里,我们跳过了相互作用设置(相互作用我们后面会在接触分析里讲解,敬请期待)。模态分析不能施加载荷,如果要做预应力分析,则需要在模态分析之前优先做一个静力分析。本例中,我们约束薄板的一侧。

Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作 第12张

STEP 07   网格划分。(本例中我们简单画一下网格,更详细的内容我们会做一期网格划分的单独介绍,敬请期待)

Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作 第13张

STEP 08   求解设置。求解设置这里,我们一般指定并行核数(图3)提高计算速度。另外如果涉及到断电或者一些其它需要重新接着之前的分析计算,也可以做重启动分析设置(图2)。

Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作 第14张

创建好求解工作之后,可以打开工作管理器,工作管理器可以写出模型计算输入文件inp,可以进行计算器的模型数据完整性检测DataCheck,也可以在提交计算Submit后,随时监控计算过程Monitor。完成计算后,通过results直接读取结果,或者通过后处理模块读入odb结果文件。

Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作 第15张

STEP 09   后处理。对于模态结果,我们一般看两个:模态频率和模态振型。其中模态频率是我们引申应用所需要的数据,模态振型是直观的可视化结果。通过模态振型可以看到产品在不同模态频率下,其刚度分布情况(振型)。

Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作 第16张

限于时间和篇幅,本期我们就到这里。后续我们会对一些细节设置和名词解释及区别做专题介绍。如果对软件详细操作有兴趣或者获取学习资料和培训服务,请联系我们:400-135-1299

 

 

END

 

 

 

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