abaqus声学分析

Abaqus 声学分析

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1. 要点 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 2.

基本物理量 实例模型说明 材料属性设定 求解类型设定 边界条件设定 载荷和声源 网格划分 结果后处理

基本物理量

1) 声压

设气体的初始压强为P0，受到声扰动后，压强为P0+P。则这个压强改变量就称为声压，单位为Pa，一般取其有效值。

2) 声压级

声压级（Sound Pressure Level）定义为声压得有效值与基准声压的有效值之比的常用对

P数20倍，（取分贝单位），即

Lp?20lge Pr式中，Pe是测量声压，Pr是参考声压，Pr通常取2×10-5 Pa，它是人耳对1kHz空气声所能感觉到的最低声音的声压。

3) 声强

声强（Sound Intensity）是指在垂直于传播方向上单位面积上通过的平均声能量流，即 WI??wc0 S4) 声强级

声强级（Sound Intensity Level）定义为声强和参考声强之比的常用对数的10倍，即

I

Lp?10lg I0式中，基准声强I0取10-12 W/m2为可听最小声强。

5) 声功率级

声功率级（Sound Power Level）定义为声功率与基准声功率之比的常用对数

第五章 声学

5.1什么是声学？

声学研究声压波在流体介质中的产生、传播、吸收和反射。声学有如下的应用：

·声纳—声学上雷达的对应物 ·设计音乐厅，希望声压均匀分布。 ·减小机器厂房内的噪音 ·汽车中的噪声消除 ·水下声学

·设计扬声器、音箱、声滤、消音器及其他类似装置。 ·地球物理探测

5.1.1声场分析的类型

只有在ANSYS/Multiphysics 和 ANSYS/Mechanical中能进行声场分析，通常包括对流体介质及其周围结构的建模。典型感兴趣的是不同频率的声波在流体中的压力分布、压力梯度、粒子速度、声压级及声波的散射、衍射、传输、辐射、衰减和散射。耦合的声场分析将考虑流体-结构的相互作用。非耦合的声场分析模型只考虑流体而忽略任何流体-结构的相互作用。

ANSYS程序假定流体是可压的，但只允许压力与平均压力相比有较小的变化。而且，流体假定为非流动并且无粘的（即粘性不引起耗散作用）。假定平均密度和平均压力不变，压力求解偏离平均压力而不是绝对压力。

5.2求解声学问题

通过执行一个谐波响应分析可以解决许多声学问题。分析计算流体-结构界面上的谐波载荷（正弦变化）引起流体中的压力分布。通过指定载荷的频率范围，可以观察到在不同的频率时压力

第五章 声学

5.1什么是声学？

声学研究声压波在流体介质中的产生、传播、吸收和反射。声学有如下的应用：

·声纳—声学上雷达的对应物 ·设计音乐厅，希望声压均匀分布。 ·减小机器厂房内的噪音 ·汽车中的噪声消除 ·水下声学

·设计扬声器、音箱、声滤、消音器及其他类似装置。 ·地球物理探测

5.1.1声场分析的类型

只有在ANSYS/Multiphysics 和 ANSYS/Mechanical中能进行声场分析，通常包括对流体介质及其周围结构的建模。典型感兴趣的是不同频率的声波在流体中的压力分布、压力梯度、粒子速度、声压级及声波的散射、衍射、传输、辐射、衰减和散射。耦合的声场分析将考虑流体-结构的相互作用。非耦合的声场分析模型只考虑流体而忽略任何流体-结构的相互作用。

ANSYS程序假定流体是可压的，但只允许压力与平均压力相比有较小的变化。而且，流体假定为非流动并且无粘的（即粘性不引起耗散作用）。假定平均密度和平均压力不变，压力求解偏离平均压力而不是绝对压力。

5.2求解声学问题

通过执行一个谐波响应分析可以解决许多声学问题。分析计算流体-结构界面上的谐波载荷（正弦变化）引起流体中的压力分布。通过指定载荷的频率范围，可以观察到在不同的频率时压力

计算声学响应的时候，是利用ANSYS软件计算并得到结构模态，采用LMS Virtual.lab软件计算声模态，并将结构模态结果导入LMS Virtual.lab 软件，求解声固耦合模型。接着，我们可以得出结构的振动位移和场内某点的声压。

CDB文件：在进行空腔模态分析时，我们假设结构为刚性壁，将用ANSYS 划分的声学系统网格输出为CDB文件格式导入LMS Virtual.lab 软件对乘坐室空腔声学系统式模型模态分析。问题：CDB格式文件如何导出？（cdwrite命令？一般情况下可以写为 cdwrite,all,filename,cdb）。结构模型建造完成，划分好网格后，用CDB命令导出，即时surrogate。

可以把sysnoise->Tools->Environment Variables->ANSYSREVISION中的数值变为5.7， 且把CDB文件用记事本打开，把首行中8.1变为5.7，注意ANSYS保存CDB文件时，要使用Associated FE and IGES(2 files)项

在使用ANSYS 进行声学动态响应分析时需要自己编制程序，将ANSYS 计算的结果转变为声压级，以符合声学响应分析的要求。在LMS Virtu

1， 通过hypermesh软件将lsdyna文件转化为abaqus文件

Lsdyna不能直接转化abaqus，需要首先转化为nastran文件或radioss文件 Lsdyna转化成nastran时的帮助文件如下：

You can use the Conversion tool to convert an LS-DYNA file to a Nastran file. 1. Load the LS-DYNA user profile. 2. Import a LS-DYNA model.

Run the conversion macro by clicking Tools > Convert > LS-DYNA > To 3. Nastran.

The Conversion tab will appear at the left side the graphics area.

In the Destination Nastran Template field, select the destination solver 4. version.

5. Click Convert to start the conversion.

After c

线性静力学分析实例

线性静力学问题是简单且常见的有限元分析类型，不涉及任何非线性（材料非线性、几何非线性、接触等），也不考虑惯性及时间相关的材料属性。在ABAQUS中，该类问题通常采用静态通用（Static，General）分析步或静态线性摄动（Static，Linear perturbation）分析步进行分析。

线性静力学问题很容易求解，往往用户更关系的是计算效率和求解效率，希望在获得较高精度的前提下尽量缩短计算时间，特别是大型模型。这主要取决于网格的划分，包括种子的设置、网格控制和单元类型的选取。在一般的分析中，应尽量选用精度和效率都较高的二次四边形/六面体单元，在主要的分析部位设置较密的种子；若主要分析部位的网格没有大的扭曲，使用非协调单元（如CPS4I、C3D8I）的性价比很高。对于复杂模型，可以采用分割模型的方法划分二次四边形/六面体单元；有时分割过程过于繁琐，用户可以采用精度较高的二次三角形/四面体单元进行网格划分。

一 悬臂梁的线性静力学分析

1.1 问题的描述

一悬臂梁左端受固定约束，右端自由，结构尺寸如图1-1所示，求梁受载后的Mises应力、位移分布。

材料性质：弹性模量E?2e3，泊松比??0.3 均布载荷：p?0.6

线性静力学分析实例

线性静力学问题是简单且常见的有限元分析类型，不涉及任何非线性（材料非线性、几何非线性、接触等），也不考虑惯性及时间相关的材料属性。在ABAQUS中，该类问题通常采用静态通用（Static，General）分析步或静态线性摄动（Static，Linear perturbation）分析步进行分析。

线性静力学问题很容易求解，往往用户更关系的是计算效率和求解效率，希望在获得较高精度的前提下尽量缩短计算时间，特别是大型模型。这主要取决于网格的划分，包括种子的设置、网格控制和单元类型的选取。在一般的分析中，应尽量选用精度和效率都较高的二次四边形/六面体单元，在主要的分析部位设置较密的种子；若主要分析部位的网格没有大的扭曲，使用非协调单元（如CPS4I、C3D8I）的性价比很高。对于复杂模型，可以采用分割模型的方法划分二次四边形/六面体单元；有时分割过程过于繁琐，用户可以采用精度较高的二次三角形/四面体单元进行网格划分。

一 悬臂梁的线性静力学分析

1.1 问题的描述

一悬臂梁左端受固定约束，右端自由，结构尺寸如图1-1所示，求梁受载后的Mises应力、位移分布。

材料性质：弹性模量E?2e3，泊松比??0.3 均布载荷：p?0.6

华中科技大学

硕士学位论文

汽车排气系统声学分析及消声器设计

姓名：谢田峰

申请学位级别：硕士

专业：车辆工程

指导教师：金国栋

2003.4.1

华中科技大学硕士学位论文

要摘

随着城市车辆的增多，噪声污染已经严重地干扰了人们的生活，世界各个国家对车辆噪声提出越来越严格的限制要求，发动机排气噪声是车辆的主要噪声源之一，而使用排气消声器则是降低发动机排气噪声的最有效途径，因此对消声器设计方法的研究越来越受到重视，但在传统的设计方法中，常常把消声器的消声性能和对发动机的性能影响相互孤立的考虑，致使很难找到两者的最佳结合点。

应用计算机对发动机排气噪声特性及消声器进行模拟，不仅能预测消声器特性，而且还能反映出不同结构消声器对发动机性能的影响，本文主要是对发动机排气系统进行声学特性分析，并采用ＶＣ＋＋对消声器的理论模型编码，对消声器性能以及对发动机动力损失进行协调，得到较合理的关键结构尺寸，再用ＧＴ—ＰＯＷＥＲ进行进一步的声学分析，对结构尺寸进行优化：最终在ＵＧＩＩ中转化为三维消声器模型。

关键词：汽≯排气莱统声学分猜噪声斑制消声毒设计

华中科技大学硕士学位论文＝＝＝＝；＝＝；＝＝＝＝＝＝＝＝≈＝＝＝＝｝＝＝＝≈＝＝＝＝＝＝＝≈

Ａｂｓｔｒａｃｔ

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abaqus—接触分析(转)

已有 264 次阅读2010-8-24 19:39 |

1、 塑性材料和接触面上都不能用C3D20R和C3D20单元，这可能是你收敛问题的主要原因。如果需要得到应力，可以使用C3D8I (在所关心的部位要让单元角度尽量接近90度)，如果只关心应变和位移，可以使用C3D8R, 几何形状复杂时，可以使用C3D10M。

2、 接触对中的slave surface应该是材料较软，网格较细的面。

3、 接触面之间有微小的距离，定义接触时要设定“Adjust=位置误差限度”，此误差限度要大于接触面之间的距离，否则ABAQUS会认为两个面没有接触：*Contact Pair, interaction=\adjust=0.2.

4、 定义tie时也应该设定类似的position tolerance:

*Tie, name=ShaftBottom, adjust=yes, position tolerance=0.1

5、 msg文件中出现zero pivot说明ABAQUS无法自动解决过约束问题，例如在桩底部的最外一圈节点上即定义了tie，又定义了contact, 出现过约束。解决方法是在选择tie或contact的slave

1.几何模型导入

File>import>part选择要导入的部件，在导入Bone与Tooth部件时，在Topology下选择Shell,而PDL为solid。

2.设置Bone、Tooth为离散刚体。在左边的模型树中，右击Parts中Bone和Tooth，edit>Edit>Part>Type>Discrete rigid.

3.在Part模块中建立Tooth和Bone的集合、参考点及面集。在菜单栏Tools菜单下，创建Tooth和Bone的参考点（参考点可以选择外面的点/输入坐标点或者是其表面的点，并命名为RP-Tooth和RP-Bone，并创建参考点的集合为Set-RPTooth和Set-RPBone.创建Bone和PDL接触的牙槽窝内表面的面为Surf-Bone,Tooth的整个外表面设为Surf-Tooth。

4.网格划分及牙周膜偏移成体（对于PDL为给定的面时）。进入mesh模块，首先对PDL进行面网格划分，对面进行分割与合并，使得处理后的PDL的各小面尽量成规则的四边形，然后播撒种子，种子尺寸为0.1，网格控制中选择Free格式，然后进行网格划分，（注意划分的面网格要全为四边形网格，否则在体网格生成的既有三棱柱/五面体又有四棱柱