汽车引擎盖的声辐射分析..doc

汽车引擎盖的声辐射分析 引言： 在汽车工业中，汽车引擎盖的振动是导致声波辐射的重要原因。而在这些引擎盖中，阀盖由于其面积较大，且厚度相对较薄，所以被一致认为是主要的噪音贡献者。因此跟结构分析相结合下的，对阀盖的声学分析已经成为设计流程中的一个重要的环节。 问题的描述： 阀盖的噪声辐射分析中，需要模拟附着在阀盖上的外部空气，而且它是向外无限延伸的，因此直接用声学有限单元去模拟无限的空气区域是不合理的。在Abaqus中可以通过两种方式来模拟无限声学介质的影响：一,使用声学无限单元；二，用阻抗边界来模拟。 在对外部的噪声辐射问题进行仿真分析时，无限单元法的应用已经越来越广泛。无限单元可以直接在结构上定义，或者也可以在声学有限单元区域的终面上定义。 对于边界阻抗技术，实质上属于无反射边界条件。然而当用此来模拟结构外部的区域时，结构与辐射表面的距离必须足够大（通常取声波波长的1/3）。 声学无限单元计算公式与声辐射阻抗边界的计算有几个关键的区别：无限单元采用更高阶的差值函数，而声辐射边界则采用一阶差值函数。虽然无限元计算每个单元的花费更高，但是无限单元的要比阻抗边界精确很多，因此通过减小无限元的单元规模，从而可以大大的降低结构总的计算时间； 三、模型的建立 3．1模型的导入： 启动Abaqus/CAE，在Start Session对话框中，选择Create Model Database按钮。建立一个新的模型。 点击File——〉Import——〉Model，导入整个孤立网格的模型，导入的模型如图1所示。 3．2创建材料和截面属性： 进入property模块，点击左边的工具栏的Create Material 按钮，如图2。进入Edit Material菜单，输入Mat-1作为阀盖材料的名称。 2．点击Mechanical——〉Elastic，输入7000作为杨氏模量，0.33作为泊松比；点击General——〉Density，输入1.95E-9作为材料密度。 3．创建一个名称为ELASTIC-AIR的材料，作为垫片材料的名称，其密度为1.2E-12，点击Other——〉Acoustic Medium，输入体积模量0.142。 4. 点击左边的工具栏的Create Section按钮，在Create Section对话框中，命名为AIR-INFINITE，选中Other——〉Acoustic infinite，点击continue，在Edit Section菜单中选中ELASTIC-AIR作为材料。 5. 同上，创建一个名为SHELL的Section,选中shell和homogenous，点击continue，在 Edit Section菜单中选中MAT1作为材料，壳厚度输入2.5。 6．同上，创建一个名为Solid的Section,选中solid和homogenous，点击continue，在Edit Section菜单中选中MAT1作为材料. 7.将以上材料和截面依次分配到相应的部件上。 3．3 分析步的设定以及输出需求的设定 1．进入step 模块，点击工具箱栏的Create Step按钮，进入Create Step对话框。 2．如图3所示，建立一个在Linear perturbation中选择Steady-state dynamic,Direction的分析步，命名其为Step-1，点击continue。 图3 3．在Edit Step对话框中，选择Compute complex response, 并且输入扫频范围800-1007Hz,1007-1296Hz和扫频个数分别为5，5。如图4所示 图4 3．4定义相互作用属性 进入Interaction模块，首先定义各个面，便于定义接触以及连接方式等。 1．从主菜单选择Tools——〉Surface——〉Manager，开始定义Surface。定义阀盖壳面底部和实体上表面的名称分别为SHELL-BOT-ELEM, SOLIDELE；定义阀盖壳面上表面和无限单元区域的表面名称分别为SURF-1，SHELL-SURF。 2. 先在主菜单栏里点击Interaction——〉Property——〉Manager，点击Create，定义接触特性名称为FRIC,,在Type项里面选择Contact，点击Continue，定义Pernalty摩擦系数为0.2，点击OK，如图6所示。 3．在主菜单上点击Interaction——〉Manager——〉Create，在Create Interaction中,选择Surface-to-Surface contact,如图5所示。