Abaqus汽车NVH系列(三):模态分析软件操作

蓝图技术网 2023-01-12 19:41:08 38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

 

 

 

耀唐科技专注于为中国制造业客户提供数字化解决方案及技术服务,在新能源汽车、高科技、医疗、工业设备等领域有丰富的项目经验和知识积累。

公司总部位于上海,并在沈阳、天津、成都、重庆、武汉、广州、深圳等地设有分支机构。

依托达索系统,耀唐科技着力于为客户提供产品研发制造整个生命周期的解决方案和技术服务,包括咨询规划、实施落地、培训及定制化开发等,助力企业数字化创新

 

版权申明:我们采用的作品包括内容和图片全部来源于网络用户和读者投稿,我们不确定投稿用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的权利,请联系我站将及时删除!

发表评论

快捷回复: 表情:
验证码
评论列表 (暂无评论,38人围观)

还没有评论,来说两句吧...