使用軟件：
前處理：Hypermesh 14.0
求解器：Nastran 2017
后處理：Hypergraph 14.0

摘要：

加速度導(dǎo)納IPI求解過(guò)程
IPI加速度導(dǎo)納結(jié)果后處理
原點(diǎn)動(dòng)剛度后處理

前言

上一次小編給大家分享了"NVH理論-原點(diǎn)動(dòng)剛度與加速度導(dǎo)納 IPI"的計(jì)算原理，忘記了的讀者可以點(diǎn)擊超鏈接簡(jiǎn)單回顧一下。今天要給大家分享的是如何對(duì)內(nèi)飾車(chē)身關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行原點(diǎn)動(dòng)剛度仿真分析以及后處理的方法。

加速度導(dǎo)納IPI求解過(guò)程

在使用Nastran作為求解器時(shí)，我們并不能直接求解出激勵(lì)點(diǎn)處的原點(diǎn)動(dòng)剛度。從上一次分享中，我們知道了激勵(lì)點(diǎn)處的加速度導(dǎo)納IPI與動(dòng)剛度kd 有以下關(guān)系：

1）
所以，在分析過(guò)程中，我們會(huì)先通過(guò)Nastran計(jì)算出激勵(lì)點(diǎn)處的原點(diǎn)加速度導(dǎo)納，然后通過(guò)加速度數(shù)據(jù)后處理反推出原點(diǎn)動(dòng)剛度。

加速度導(dǎo)納IPI分析設(shè)置

所以，第一步我們先來(lái)求解出原點(diǎn)處的加速度導(dǎo)納IPI，由公式 1）可知，原點(diǎn)加速度導(dǎo)納IPI為激勵(lì)力與激勵(lì)點(diǎn)處加速度響應(yīng)在頻域上的比值，本質(zhì)上是一種傳遞函數(shù)，只是IPI求解的傳遞函數(shù)中激勵(lì)點(diǎn)與響應(yīng)點(diǎn)為同一個(gè)位置，所以詳細(xì)的設(shè)置過(guò)程與前幾次分享的 “內(nèi)飾車(chē)身(TB)聲振靈敏度分析”，幾乎一模一樣，在這里就不再重復(fù)給出分析設(shè)置過(guò)程了。主要講講一些特別需要注意的問(wèn)題。

由于計(jì)算IPI加速度導(dǎo)納的激勵(lì)點(diǎn)與響應(yīng)點(diǎn)為同一點(diǎn)，所以需要分別給所有的激勵(lì)點(diǎn)設(shè)置一個(gè)單獨(dú)set（即set 1 = nodexxx, set 2 = nodexxx.....set n = nodexxx，其中nodexxx 分別為對(duì)應(yīng)的激勵(lì)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)號(hào))，然后再創(chuàng)建一個(gè)新的 "load step"，命名為case1，分析類(lèi)型選擇模態(tài)頻率響應(yīng) Freq. resp(modal)，加載激勵(lì)力DLOAD，在METHOD(STRUCT)里附上模態(tài)提取方法eigrl，添加頻率求解范圍 FREQ ，加上結(jié)構(gòu)阻尼 SDAMPING(STRUCT)，添加結(jié)果輸出加速度 "acceleration"，勾選sort2, punch, phase，輸出加速度響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)為對(duì)應(yīng)的激勵(lì)點(diǎn)1，選擇對(duì)應(yīng)的set，詳細(xì)設(shè)置如下。按照下面設(shè)置好其中一個(gè)工況，然后同理把其余所有工況設(shè)置完即完成了IPI工況的設(shè)置過(guò)程。（前幾次分享的NTF分析中，每一個(gè)分析工況響應(yīng)點(diǎn)都是固定的位置，所以可以通過(guò)"case ontrol card > global output request" 進(jìn)行響應(yīng)結(jié)果的統(tǒng)一輸出。然而本次IPI分析中，每一個(gè)工況輸出的響應(yīng)節(jié)點(diǎn)為對(duì)應(yīng)的激勵(lì)點(diǎn)，所以只能通過(guò)以上方式分別對(duì)激勵(lì)節(jié)點(diǎn)建set，設(shè)置響應(yīng)輸出。）


IPI 加速度導(dǎo)納分析工況設(shè)置

不同于NTF分析，IPI為結(jié)構(gòu)原點(diǎn)加速度導(dǎo)納，不涉及到聲腔，所以在NTF分析文章中提到的有關(guān)聲腔的設(shè)置（SDAMPING(FLUID), METHOD(FLUID))在這里都不需要進(jìn)行設(shè)置；

需要計(jì)算IPI與原點(diǎn)動(dòng)剛度的位置主要包括以下幾點(diǎn)：

動(dòng)力總成（懸置）連接點(diǎn)(x, y, z三個(gè)方向)；
排氣系統(tǒng)掛鉤連接點(diǎn)(x, y, z三個(gè)方向)；
傳動(dòng)軸系支撐點(diǎn)(x, y, z三個(gè)方向)；
底盤(pán)阻尼器連接點(diǎn)(x, y, z三個(gè)方向)；
底盤(pán)彈簧連接點(diǎn)(x, y, z三個(gè)方向)；
底盤(pán)搖臂連接點(diǎn)(x, y, z三個(gè)方向)；
冷卻模塊與車(chē)身連接點(diǎn)(x, y, z三個(gè)方向)；
等等。

IPI加速度導(dǎo)納結(jié)果后處理

把設(shè)置好的計(jì)算模型導(dǎo)出提交Nastran計(jì)算，得到一個(gè)后綴.pch的punch計(jì)算結(jié)果文件，用Hypergraph打開(kāi)，按照下圖所示選擇其中一個(gè)工況，勾選輸出x, y, z三個(gè)方向的響應(yīng)結(jié)果，點(diǎn)擊"apply".



為了更好的顯示，點(diǎn)擊圖中的y坐標(biāo)軸，在下面窗口點(diǎn)選 "Logarithmic" 對(duì)數(shù)形式，點(diǎn)擊 "apply".



得到加速度響應(yīng)曲線如下圖所示，由于加載到結(jié)構(gòu)的激勵(lì)為單位力，所以該加速度曲線也可以用以表示IPI加速度導(dǎo)納曲線（單位：mm/s^2/N）。三條實(shí)曲線分別為同一個(gè)響應(yīng)點(diǎn) x, y, z 三個(gè)不同方向的響應(yīng)情況，三條虛曲線從上到下分別為動(dòng)剛度恒為1KN, 10KN, 100KN的加速度曲線（該三條曲線為參考曲線，當(dāng)實(shí)曲線在某一頻率下出現(xiàn)高于1KN的曲線時(shí)表明在該頻率下連接點(diǎn)剛度太弱，相反，當(dāng)實(shí)曲線在某一頻率下出現(xiàn)低于100KN的曲線時(shí)表明在該頻率外界振動(dòng)對(duì)車(chē)身的輸出沒(méi)有任何影響，通常來(lái)講，當(dāng)加速度響應(yīng)曲線在10KN與100KN曲線之間即表明該連接點(diǎn)有足夠的剛度抵御外界激勵(lì)）。橫坐標(biāo)為頻率Hz，縱坐標(biāo)為加速度mm/s^2.


IPI加速度導(dǎo)納曲線

原點(diǎn)動(dòng)剛度后處理

接下來(lái)我們需要新建一個(gè)窗口，用來(lái)繪制動(dòng)剛度曲線。創(chuàng)建方式如下，點(diǎn)擊紅線處圖標(biāo)：



完成這一步后，界面中將出現(xiàn)兩個(gè)窗口，模型樹(shù)也對(duì)應(yīng)出現(xiàn)一個(gè)新分支 "p1-w2:XY Plot"，如下圖所示。（其中模型樹(shù)上 p1-w1-c1, p1-w1-c2, p1-w1-c3 三條曲線為窗口一中x, y, z 三個(gè)方向的IPI加速度導(dǎo)納曲線；p表示picture，w表示window，c表示curve.）



雙擊上圖的 "w2:XYPlot" ，就可以在新窗口內(nèi)繪制動(dòng)剛度曲線。由公式 1）可知，由于是單位力激勵(lì)，所以激勵(lì)頻率的平方與加速度響應(yīng)的比值就是所求的動(dòng)剛度值。在選中新窗口情況下，點(diǎn)擊以下 + 圖標(biāo)創(chuàng)建新曲線，點(diǎn)擊 "add" 添加曲線，點(diǎn)擊 "math" 選擇通過(guò)定義函數(shù) x, y 的關(guān)系來(lái)繪制曲線，在 "x= " 中輸入 "p1w1c1.x" 表示新建立曲線 x 的值等于窗口1(w1)，曲線1(c1) - MAG X-Trans曲線的橫坐標(biāo)值 x. 同樣在 "y= " 中輸入 "(p1w1c1.x)^2/p1w1c1.y"，表示MAG X-Trans曲線的 x 平方除以MAG X-Trans曲線的 y（頻率的平方與加速度的比值），完成后點(diǎn)擊 "apply" 即完成 X 方向的動(dòng)剛度曲線繪制。



以同樣的方式繪制 Y 與 Z 方向的動(dòng)剛度曲線，最后三條動(dòng)剛度曲線便可以繪制出來(lái)，如下圖所示。左邊是窗口1(p1-w1)中三個(gè)方向的IPI加速度導(dǎo)納曲線，右邊是窗口2(p1-w2)中三個(gè)方向的動(dòng)剛度曲線。對(duì)于右邊的動(dòng)剛度曲線圖，當(dāng)其低于1KN/mm水平線表示動(dòng)剛度不滿足工程要求，需要優(yōu)化，當(dāng)其高于10KN/mm低于100KN/mm水平線時(shí)，可以認(rèn)為動(dòng)剛度值足夠抵御外界的振動(dòng)激勵(lì)，當(dāng)其高于100KN/mm時(shí)可認(rèn)為外界的激勵(lì)對(duì)車(chē)身的輸入無(wú)影響。


IPI曲線與動(dòng)剛度曲線