商用车驾驶室隔声量分析规范13312Word文档格式.docx
- 文档编号:17809354
- 上传时间:2022-12-10
- 格式:DOCX
- 页数:24
- 大小:5.67MB
商用车驾驶室隔声量分析规范13312Word文档格式.docx
《商用车驾驶室隔声量分析规范13312Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《商用车驾驶室隔声量分析规范13312Word文档格式.docx(24页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
本标准采用Virtual.Lab软件的耦合声学边界元法分析商用车驾驶室隔声量。
Virtual.Lab是由比利时LMS公司开发的基于CATIAV5平台的集成仿真CAE平台,可以完成从CAD到有限元前处理,从有限元前处理到振动,从振动到声学,从声学到优化的多功能CAE仿真计算。
4 商用车驾驶室隔声量分析作用
本标准分析商用车驾驶室分析部件(驾驶室地板、发动机鼓包及顶棚)在混响声源激励下的隔声量与频率的对应关系,可以找出影响隔声量的频率、模态、板块和位置,为后续驾驶室结构改进、钣金阻尼优化、驾驶室隔、吸声处理等方面提供依据。
5 数据输入
进行商用车驾驶室隔声量分析,需要提供如下表所示文件及数据:
序号
提供数据或文件
数据或文件格式
备注
1
分析部件结构网格文件
.bdf
参照《商用车驾驶室模态分析规范》提供
2
模态分析结果文件
.op2
3
声学边界元网格文件
参照《商用车驾驶室声学网格建模规范》提供
4
场点网格文件(半球面网格)
参照本标准附录提供
5
声音在空气中的传播速度
-
默认
6
空气密度
7
分析部件结构网格的表面面积
表5.1
6 建模要求
商用车驾驶室隔声量分析模型需要包含表5.1所示文件及数据,对于平头车必须分析驾驶室地板的隔声量,对于长头车必须分析驾驶室发动机鼓包的隔声量,对于所有驾驶室顶棚的隔声量分析根据开发需要确定是否进行。
为保证计算精度,计算的最高频率需要满足下式要求:
(6.1)
其中
是计算的最高频率,
是声音在流体介质中的传播速度,
是声学网格单元的长度。
建模要求所有的网格及分析结果文件坐标系统一。
对于目前版本的Virtual.Lab软件,要求声学边界元网格的透明面(与结构网格相对的面)是一个平面,且要求与坐标系的Z面重合。
7 分析频率设定
商用车驾驶室隔声量分析频率设定为10~500Hz,分析频率步长不超过1Hz,如条件不允许则可适当降低频率上限值及提高分析频率步长,但建议上限频率不低于200Hz,分析频率步长不超过5Hz。
驾驶室隔声量分析频率必须设定在模态分析结果文件的频率范围内,且最高频率需满足6.1式要求。
8 输出数据及文件格式
输出隔声量频率响应曲线,输出文件格式采用Virtual.Lab软件默认的文件格式“.CATAnalysis”。
9 注意事项
本标准重点讲解驾驶室地板隔声量分析方法和步骤,要求使用者了解《商用车驾驶室模态分析规范》、《商用车驾驶室声学网格建模规范》以及了解HyperWorks和Virtual.Lab软件基本操作。
对于驾驶室发动机鼓包、顶棚或其它不同零部件的隔声量分析,参照本规范可进行类似分析,本规范不再赘述。
本标准所有操作以LMSVirtual.LabRev10-SL1示范,对于不同版本的软件,如相关操作存在差异请做适当调整。
10
图10.1.1
商用车驾驶室隔声量分析步骤
10.1Virtual.Lab软件启动及进入声学边界元模块
鼠标左键单击“开始-所有程序-LMSVirtual.Lab-LMSVirtual.LabRev10-SL1”启动Virtual.Lab软件。
在Virtual.Lab软件界面上,鼠标左键单击“开始-Acoustics-AcousticHarmonicBEM”进入声学边界元模块。
如图10.1.1所示。
10.2设定分析模型类型
图10.2.1
在菜单栏上单击“工具-EdittheModalTypeDefinition...”,在弹出的对话框中选择“Indirect”,再单击“确定”关闭对话框。
如图10.2.1所示。
10.3导入声学边界元网格
在模型树上鼠标右键单击“LinksManager.1-Import”,在弹出的窗口中打开声学边界元网格文件。
对本标准,声学边界元网格文件名称为“M7-acousticBEM.bdf”。
在弹出的对话框中,只选择“AcousticMesh”并选择网格的单位,单击“确定”导入声学有限元网格。
见图10.2.1所示。
10.4导入结构有限元网格
采用10.3相同的方法导入结构有限元网格“M7-TL-1.bdf”文件。
只选择“FiniteElementMesh”见图10.4.1所示。
图10.3.1
图10.5.1.1
10.5导入结构模态
10.5.1定义结构模态集
在菜单栏上单击“插入-Vector&
FunctionsSets-ModeSet”定义结构模态集。
如图10.5.1.1所示。
10.5.2导入结构模态
在模型树上鼠标右键单击“ModeSet.1”下的“AddaDataFile...”,在弹出的窗口上打开模态分析结果文件,在弹出的对话框中,直接单击“确定”导入导入结构模态分析结果。
见图10.5.2.1所示
10.6导入场点网格
在模型树上鼠标右键单击“LinksManager.1-Import”,在弹出的窗口中打开场点网格文件。
在弹出的对话框中,只选择“FiniteElementMesh”并选择文件单位,单击“确定”导入场点网格。
见图10.6.1所示。
10.7定义网格类型
在菜单栏上单击“工具-SetMeshPartsType...”,在弹出的对话框中将声学网格设置成“SetasAcoustical”声学网格,将结构网格设置成“SetasStructural”结构网格,将场点网格设置成“SetasFieldPoint”场点网格,如图10.7.1所示。
图10.7.1
10.8定义障板
在菜单栏上单击“插入-SymmetryPlaneSet...”,在弹出的对话框中选择PlaneZ中的“Baffle”,单击“确定”完成障板定义,如图10.8.1所示。
图10.8.1
注意:
障板只在Z平面有,且没有办法调整距离,所以在建立模型时先要调整声学网格及结构网格的位置,使透明面与Z面重合。
即要求所有模型的坐标系统一。
10.9声学网格前处理
在菜单栏上单击“插入-AcousticMeshPreprocessingSet...”,在弹出的窗口选择声学网格,单击“确定”。
最后在结构树刚生成的“AcousticMeshPreprocessingSet.1”上单击鼠标右键,选择“Update”。
如图10.9.1所示。
图10.9.1
图10.10.1
10.10定义流体材料
在模型树上鼠标右键单击“Materials.1”,在弹出的对话框中选择“NewMaterials-NewFluidMaterial...”,在弹出的窗口中输入声速和密度。
见图10.10.1所示。
10.11定义流体属性
图10.11.1
在模型树上鼠标右键单击“Properties.1”,在弹出的对话框中选择“NewProperties-NewAcousticsFluidProperty...”,在弹出的窗口中选择声学网格作为属性的应用区域以及选择在10.10中定义的材料作为流体材料。
如图10.11.1所示。
10.12定义组
在声学网格上定义透明组和声固耦合组两个组,其中,透明组后续定义噪声透过障板,声固耦合组后续设置声学网格与结构网格网格映射关系。
10.12.1创建组集
图10.12.1.1
结构树上只显示声学网格“M7-acousticBEM”,在菜单栏上单击“插入-MeshGrouping-GroupSet...”,在弹出的组集定义对话框中直接点击“确定”创建组集,如图10.12.1.1所示。
10.11.2创建组
图10.11.2.1
在刚创建的组集名称上单击鼠标右键,在弹出的菜单中选择“MeshGrouping-Auto-updateGroup...”。
在弹出的“SelectGroupType”对话框中选择“FeatureAngle-确定”,在弹出的“FeatureAngleGroup”对话框中输入透明组名称“TransparentGroup”,选择声学网格“M7-acousticBEM”。
选择“FeatureAngleGroup”对话框中“TypeSpecific”标签,输入特征角角度,并选择声学网格平面上的一个单元,点击“应用”。
最后点击“确定”完成声学网格上透明组的定义。
如图10.11.2.1所示。
图10.11.2.2
采用同样的方法创建声固耦合组,在刚创建的组集名称上单击鼠标右键,在弹出的菜单中选择“MeshGrouping-Auto-updateGroup...”。
在弹出的“SelectGroupType”对话框中选择“FeatureAngle-确定”,在弹出的“FeatureAngleGroup”对话框中输入声固耦合组名称“CoupedGroup”,选择声学网格“M7-acousticBEM”。
选择“FeatureAngleGroup”对话框中“TypeSpecific”标签,输入特征角角度,并选择声学网格上与结构网格耦合面上的一个单元,点击“应用”选择整个耦合面。
最后点击“确定”完成声学网格上声固耦合组的定义。
如图10.11.2.2所示。
10.13定义透明单元属性
图10.6.1.2
在菜单栏上单击“插入-Properties-NewProperties-TransparentPanelProperty...”,在弹出的窗口中选择在10.11.2中定义的“TransparentGroup”透明组,单击“确定”完成透明单元属性定义。
如图10.13.1所示
10.13定义混响声源
图10.13.1
在菜单栏上单击“插入-BoundaryConditionsandSources-BoundaryConditionsandSourcesSet...”,在弹出的窗口中输入声源边界条件名称“SorceBCset”,单击“确定”关闭窗口。
如图10.13.1所示。
图10.13.2
在模型树刚建立的声源边界条件“SorceBCset”上右击鼠标,在弹出的菜单中选择“AcousticSources-DistributedPlaneWaves...”,在弹出的窗口中输入混响声源的半径,并选择“-Z”(与场点网格相对的半边),单击“确定”完成混响声源的定义。
如图10.13.2所示。
图10.14.1
10.14耦合声场分布计算
单击菜单栏“插入-BEMAnalysiscases-Vibro-AcousticResponseAnalysiscase...”,在弹出的窗口中选择结构树上声源边界条件“SorceBCset”和结构模态分析结果“ModeSet.1”,单击“确定”关闭窗口。
如图10.14.1所示。
图10.14.2
双击结构树“Vibro-AcousticMeshMapping.1”下的“StructuralMesh”,在弹出的窗口中选择结构树上的结构网络“M7-TL-1”,单击“确定”关闭窗口。
再双击结构树“Vibro-AcousticMeshMapping.1”下的“Acoustical/SurrogateMesh”,在弹出的窗口中选择结构树上的声固耦合组“CoupedGroup”,单击“确定”关闭窗口。
如图10.14.2所示。
图10.14.3
双击结构树“Vibro-AcousticMeshMapping.1”下的“MappingData.1”,在弹出的窗口中输入网格的映射关系后点击“Compute”-“确定”关闭窗口。
如图10.14.3所示
图10.14.4
双击结构树“Vibro-AcousticResponseSolutionSet.1”,在弹出的窗口中输入计算频率范围后点击“Add”-“确定”关闭窗口。
再更新计算“Vibro-AcousticResponseSolutionSet.1”如图10.14.4所示。
图10.15.1
10.15场点计算
单击菜单栏“插入-BEMAnalysisCases-AcousticFieldResponseAnalysisCase...”,在弹出的窗口中选择结构树上耦合声场分布计算结果“Vibro-AcousticResponseSolutionSet.1”,然后单击“确定”完成场点计算的设置。
最后更新计算场点。
如图10.15.1所示。
10.16随机声场计算
图10.16.1
单击菜单栏“插入-OtherAnalysiscases-RandomPostprocessingCase...”,在弹出的窗口中,选择结构树上场点计算结果“AcousticFieldResponseSolutionSet.1”,单击“确定”关闭窗口。
如图10.16.1所示。
双击结构树上的“OutputSet”,在弹出的输出数据类型对话框中,选择“PressureCrossPower”,单击“确定”关闭话框。
双击结构树上的“MultipleNodeIOPoint”,然后选择场点网格“FP-IN”,单击“Close”关闭话框。
最后在结构树“RandomResponseSolutionSet.1”上单击鼠标右键,选择“Update”开始计算。
如图10.16.2所示。
图10.16.2
10.17隔声量计算
隔声量的计算可以采用如下公式:
(10.17.1)
其中
是隔声量,
是入射到结构网格上的声功率,
是穿过结构网格的声功率,也就是经过场点网格的声功率。
在混响室中,
可以用如下公式计算:
(10.17.2)
是混响室声压的均方根值,
是结构网格表面面积,
和
分析是流体的密度和声音的传播速度。
单击菜单栏“插入-FunctionsCreator-EditedLoadFunction...”,在弹出的窗口中,将“Attribute”页面中“PhysicalDataType”设置成“Pressure”。
单击“确定”关闭窗口。
单击“Values”页面,点击“Importafeature”按钮,在弹出的窗口中选择结构树上随机声场计算结果“GlobalIndicatorSet.1”,在窗口中选择“FieldPointMesh”,单击“Import”导入随机声场计算结果数据。
如图10.17.2所示。
分别单击“real-const(在弹出的窗口中输入结构网格表面面积)-
-LOG-scale(在弹出的窗口Factor的Real中输入10)”。
单击“确定”完成隔声量的计算。
如图10.17.3所示。
图10.17.3
在结构树“EditedLoadFunctionSet.1”下“CopyofGlobalIndicatorSet.1[1]”单击鼠标右键,在弹出的菜单中选择“NewFunctionDisplay...”,在弹出的窗口中直接选择“Finish”按钮后。
如图10.17.4所示。
图10.17.4
图10.17.5
最后得到隔声量频率响应曲线,如图10.17.5所示。
至此,商用车驾驶室隔声量分析完成!
可以保存并退出Virtual.Lab软件。
11 附录场点网格建模步骤
场点网格不影响计算,只是用于查看计算结果,场点网格上的每个点相当于一个声压传感器,场点网格的尺寸大小根据需要可自行确定。
本附录采用HyperWorks11.0软件建立一个半球形的面场点网格,半球形尺寸只要比声学网格尺寸稍大即可。
图11.1
启动HyperMesh软件,并进入RADIOSS的BulkData模块,在Geom面板点击nodes按钮,按输入坐标值方式建立三个点(其中一个点必须是原点,另外两个点是Z坐标为0的任意点)。
如(0,0,0),(1,0,0),(0,1,0)三个点。
在Geom面板点击surfaces按钮,选择半球按钮,对于center,选择半球的原点(0,0,0),对于Rnode和phi,分别选择(1,0,0)和(0,1,0)两个点,在Radius中输入半球形的半径(如3000),Thetabegin输入180,其余采默认设置,点击create可以在Z+面创建半球形几何面,如图11.1所示。
在2D面板点击automesh按钮,对于surfs,选择将要进行网格划分的半球面,在elementsize=中输入网格尺寸大小(如300),其余采用默认设置,点击mesh进行网格划分,如图11.2所示。
图11.2
最后将建立的场点网格导出成“.bdf”文件格式,如图11.3所示。
至此,场点网格建模完成,可以保存文件并关闭HyperWorks11.0软件。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 商用 车驾 隔声量 分析 规范 13312