耀唐解讀
在汽車NVH分析中,動剛度也是一個不可忽略的物理量。
本期主要介紹剛度理論知識和Abaqus計算動剛度的一些要點和注意事項,更多的是理解汽車NVH中所要求的物理量與仿真分析中的物理量對應關系,靈活使用仿真工具解決物理問題。
剛度是指結構或材料抵抗變形的能力,也可以理解為使結構發生單位變形所需的力。這里面力和位移可以是狹義的,也可以是廣義的,對應得到的剛度為狹義剛度和廣義剛度。
從結構所處狀態或載荷類型上又可以將剛度分為靜剛度和動剛度。
靜剛度一般指的是靜態變形所需要的靜態載荷,對應我們常規的靜力學分析,受力和變形的關系即結構的靜剛度。
動剛度一般指的是結構對單位諧響應激勵載荷的變形響應,數值上為諧響應分析中位移響應的倒數(要求諧響應載荷幅值為1)。
對于靜剛度,一般要求足夠大,這是從結構不易發生變形的角度以及結構承載能力角度去考慮的; 原點動剛度——激勵點和位移響應點是同一個點。 一般來說,我們要求的動剛度都會指定某個點或某個零件(如懸置等),求指定的位移響應。但從結果上講,我們更多關心一些響應值,比如方向盤或換擋桿的振動響應(抖動),座椅的抖動(人感受最明顯的是座椅的加速度抖動,特別是上下方向)。 因此在汽車NVH分析中,另外擴展出一類分析:傳遞函數分析,包括振動速度傳遞函數,振動加速度傳遞函數,聲響應傳遞函數。這些本質上或者說在仿真分析上,與動剛度分析沒有區別,只不過是提取結果的位置和類型有差別。因此要準確理解物理場景,靈活使用仿真分析工具。 靜剛度分析對應的是靜力學分析,我們不過多復述。 動剛度分析對應的是諧響應分析,我們簡單描述下分析設置。 這里面我們要注意,模態振型或頻率的影響一般在1.5倍范圍內,因此對于諧響應分析的頻率范圍明確后,我們需要保證模態分析能夠提供足夠多的模態數量,一般如果模態數量足夠,我們將模態頻率提取范圍定義為1.5倍的諧響應頻率設置,以保證結果的準確性。阻尼可以根據已知情況進行輸入,一般在百分或千分的量級。 根據剛度定義,我們這里面定義的是單位幅值載荷,因此將位移結果直接取倒數。