ESI VA ONE2015包(bāo)含有一系列(liè)的内部求解器,从而可以满足(zú)对振动噪声分析(xī)的(de)需(xū)要(yào)。另外,这一工具软件还包括有与外(wài)部求解器(qì)的接口,以(yǐ)确保(bǎo)与目前振动(dòng)噪声分析和(hé)设计过程的兼(jiān)容性。VA One具有很大的灵活性(xìng),可以让用户选择基(jī)于成本、时间和计算资源的最佳模(mó)拟方案(àn)。这一软件还包含有(yǒu)强有力(lì)的(de)管理工(gōng)具,以快捷地根据CAD和FEA的数据建立模拟模型(xíng)。VA One方案还提供了一(yī)个广泛(fàn)的附加(jiā)模块库,以确保软(ruǎn)件可以集成于现有的CAE和(hé)设计过程中。例如,SYSWELD用于获得不同焊接连(lián)接(jiē)具体的材(cái)料和(hé)几(jǐ)何属性。这个结果(guǒ)输入(rù)给VA One ,用(yòng)于在一个耦(ǒu)合的有限元/SEA分析(xī)中定义局部连接(jiē)细节。这种方法(fǎ)提供了一个评估复杂系(xì)统(tǒng)振动-声(shēng)学响应考虑不同焊接和热处理过(guò)程影(yǐng)响的高效途(tú)径。

2.1软(ruǎn)件功能及模块
VA One是(shì)您振动(dòng)-声学仿(fǎng)真和(hé)设(shè)计所需的(de)唯(wéi)一环境。无论(lùn)您仿真的(de)是汽车firewall的声学传(chuán)输损失或创建整架飞机(jī)的振动声学响应(yīng)系统(tǒng)级模型,VA One有你全(quán)频段(duàn)振动(dòng)声学仿(fǎng)真所(suǒ)需的全部(bù)方法。基于(yú)工业(yè)标(biāo)准软件对中频(pín)和高频噪声和振(zhèn)动设(shè)计AutoSEA2,并外延(yán)到包容中频和低频方法(利用RAYON求解器),VA One是市场(chǎng)上唯一的(de)在一个公(gōng)共环境包括完整(zhěng)频谱(pǔ)振动噪声分析方法的仿真(zhēn)软件(jiàn)。VA One还设定了易于使(shǐ)用(yòng)的新标准;VA One是有现代用户界面(miàn)的标准Windows桌面(miàn)应用,快速,直观并易于使(shǐ)用。利用VA One你能够(gòu)更(gèng)快获得结果。花费时间求解噪(zào)声和振动问(wèn)题远胜过学习复杂CAD/CAE系统(tǒng)或再学习大量不同分析软件的(de)用(yòng)户界面。利用VA One你能够在一个统一(yī)的环境下噪(zào)声-声学问(wèn)题(tí)所需的全部(bù)功能(néng)。
VA One的(de)核心(xīn)功(gōng)能分(fèn)为五个模块(kuài):SEA模(mó)块, Structural FE模块, Acoustic FE模块, Acoustic BEM 模块和Hybrid模块。增加一(yī)个新的模块是非常简单而直(zhí)观(guān)的(de),就能够使(shǐ)该方法模拟给定频率范围振动-声学系(xì)统的响应。而(ér)且,大(dà)量的扩展模块(kuài)和脚本(běn)有助于(yú)客户化VA One满(mǎn)足特殊的需(xū)要。这些扩展的模块提供了几乎所有想要(yào)的,在VA One一个环(huán)境中(zhōng)从为特殊(shū)应(yīng)用客户化模型模板(bǎn)到写客户脚本和界面(miàn)的完善(shàn)开发工具(jù)。VA One具有非常高(gāo)的灵(líng)活(huó)性满足分析需求。可以看到为什么越来越多(duō)的公司选择(zé)ESI的软(ruǎn)件来解决他们(men)的振动-声(shēng)学仿真需求,VA One是如何(hé)帮助你改善产(chǎn)品的噪声(shēng)和(hé)振动性能。
2.1.1低(dī)频(pín)结构振动及噪(zào)声分(fèn)析功(gōng)能(néng)
VA One具有低(dī)频结(jié)构振(zhèn)动和噪声分析的综(zōng)合性功能,专门用来分析三维复杂结构在机械和声学载荷下的振(zhèn)动(dòng)噪声(shēng)特性,能够解决(jué)耦合和非耦合(hé)的问题。它包含了一整套集成的强大的计算结构声学技术(shù),包括:间接边界元法(fǎ)(Indirected BEM)和有限元(yuán)法(FEM)。其中,边界元法可以解决外声场辐射的问题;有限元法可以解决内声场的问题。此(cǐ)外,VA One还提供(gòng)了BEM-FEM混(hún)合方法作为(wéi)补充,将上(shàng)述两种技(jì)术相结合,来找到针对工程实际问题的(de)最合适的方(fāng)法。这样将各(gè)种(zhǒng)技术结合的方法也(yě)同(tóng)时让用户获得最多的关于结构振动和噪声方面的信息:空腔模态参数、流(liú)固耦合响应、向外部流体的(de)声波辐射等(děng)物理(lǐ)量。
VA One的(de)低频(pín)结(jié)构振动(dòng)和噪声分(fèn)析包含以下几个模块:
·Structural FE
结构有限元环境模块,提供了基于外部(bù)有限(xiàn)元求解器(qì)进行(háng)结构随机振动分析(xī)的功能,用户可以(yǐ)选择MSC.NASTRAN的求解器进行结构随机振动(dòng)的分析以(yǐ)及前后处理器。此(cǐ)模块提(tí)供了内置的非(fēi)结(jié)构网格(gé)的(de)划分功能以及模态动画显(xiǎn)示的(de)功能。
·Cosmic Nastran Solver
VA One提供(gòng)的内(nèi)置Cosmic Nastran有限元(yuán)求解器是(shì)一(yī)款通用的有限(xiàn)元求解器,可以进(jìn)行结构的(de)随(suí)机振(zhèn)动分析和声辐射分析。完全内(nèi)置的有限元求解器,利用(yòng)VA One软件可以直接求出有限元模型的整体模态,局部质量特性(xìng)和局部(bù)频带内模态数量。
·Acoustic FE
VA One软件(jiàn)提(tí)供了声腔的有限元分析功能,包(bāo)括内置的非结构(gòu)网格(gé)划分功能(néng)以(yǐ)及声学有限元求解(jiě)器。用户可以对空腔进行网格划分,并(bìng)进行(háng)模态分析得到(dào)空腔模态参数(shù)。
·Acoustic BEM
VA One软件提供了(le)外(wài)声场(chǎng)的确定(dìng)性分析功(gōng)能(néng),利用间接边界单元方(fāng)法,对外声场和(hé)结构的声辐射进行确定性的分(fèn)析。可以很方便的进行边界单元划(huá)分,可以得到外声场的(de)声压级分布以及压力波传播方(fāng)向。
2.1.2 高(gāo)频(pín)结构振动(dòng)及噪声分析功能
VA One软件的高频分析功能的(de)完全集成了振动噪声领域著名软件(jiàn)AutoSEA2,利用(yòng)该软件的(de)统计能量分(fèn)析(SEA)的分析方法来降低设计(jì)噪声和振动。
高频SEA分析方(fāng)法(fǎ)从能量的角度来(lái)分析(xī)复杂结构在外载荷(hé)作用下的响应。它从某种程度上忽略了结构的具体细(xì)节, 同时也很(hěn)好地解(jiě)决了声(shēng)场与结构间的耦合问题。对于受高频、宽频带随(suí)机激励的(de)复杂结构(gòu)动力响应问(wèn)题, 用VA One SEA可以有效(xiào)的加以解决,并且可以在(zài)产(chǎn)品(pǐn)的早期研发阶段(duàn)发现设计中(zhōng)潜在的噪(zào)声和振(zhèn)动(dòng)问题(tí),避免重复设计(jì),有效降低(dī)成本。
经过(guò)三十多(duō)年的(de)不断发展,很多公司已(yǐ)经发现SEA是(shì)解(jiě)决噪声和振动(dòng)问题的有效方法,特别是AutoSEA2推(tuī)向市场(chǎng)以后,带给用户第一个易于使用的(de)SEA工具,具有简单的图形界面。VA One高频分析(xī)功能,继(jì)承了AutoSEA2的优势,以前要(yào)经过(guò)数天才能建立的(de)复杂模型(xíng),利用VA One SEA可以在几分钟内建立起来。
VA One的(de) 高频分析(xī)功(gōng)能包(bāo)含以下几个模块:
·AutoSEA (VA SEA Module)
VA SEA分析方法从能量的(de)角度来分析复杂结构在外载荷作用下的响应,它从某种程度(dù)上忽略了结构(gòu)的具体细(xì)节(jiē),同时也很好地解决(jué)了声场与结(jié)构间的耦合(hé)问题。对于受高频、宽频(pín)带随机激励的复(fù)杂结构动力响应问题, 用VA SEA可以有效的加以解(jiě)决。
·SEA Variance
VA One Variance模块采用非常成熟的(de)算(suàn)法,可预测大(dà)量名义相同的(de)振动声学系统的平均响应。Variance模块还将此功能(néng)进(jìn)行扩(kuò)充(chōng),用户可以得到这些振动声学(xué)系统平均(jun1)响应的置信区间,进而可以完(wán)成以下工(gōng)作:
1、对指定产品,VA One可以预测其到达性能(néng)保证标准的概率(lǜ);
2、通(tōng)过(guò)对名义上相同的振动声学系统的平(píng)均响应和置信区间(jiān)的分析,指导进行设计修改以降低其响应;
3、预测敏感(gǎn)部件(jiàn)振动响应幅值;
4、对于指定(dìng)的振动声(shēng)学环境,预测响应的上限(xiàn)
·Sound Package module
简化(huà)在(zài)SEA子系统上增加和(hé)删除噪声处(chù)理材料的方法。
·Path 49 module
采用NASA格林研究中心的声(shēng)辐射(shè)公式对SEA子系统上的(de)集中质量进行简化处理,得出合理的(de)声(shēng)辐射效(xiào)率(lǜ)。
2.1.3中(zhōng)频结构振动及噪声(shēng)分析耦(ǒu)合(hé)求(qiú)解功能
在低频段,结构中波的波长与结构尺寸(cùn)相差无几或者较大时(shí),通常最好采用有(yǒu)限元方法(FE)进行模(mó)拟(nǐ)。在高(gāo)频段,结构中(zhōng)波的波长与结构尺寸相比非常小,最好采用统计能量分析(SEA)方法进行模拟(nǐ)。在中频(pín)段,只采用FE方法或者(zhě)SEA方法都不(bú)能(néng)很好的描述整个系统,需要将FE方法(fǎ)和SEA方法(fǎ)结合起来,建立混合模型(Hybrid Model)来描述整个(gè)系统,采(cǎi)用耦合求(qiú)解器进行分析。VA One是目前(qián)唯一能够进(jìn)行Hybrid Model建模和分析商(shāng)业(yè)软件。
VA One的(de)中(zhōng)频分析功能是需要建立在低频和高频分析的基(jī)础上(shàng),因此除了需要之前提到(dào)的模块之外(wài),还需要耦合求解器:
·Coupled Solver
VA One的(de)耦合(hé)求解器(qì)提供了(le)全频谱分析的功能(néng),能够进行FE/BEM/SEA严格的(de)耦合求解分析。
2.1.4 其它分(fèn)析(xī)功能及模块(kuài)
·Foam module
Foam module采(cǎi)用平面波传(chuán)播模型(xíng),并(bìng)用完整的Biot理论对其进行修正,在固(gù)体材料或(huò)泡沫结构(gòu)框(kuàng)架中考虑纵(zòng)波(bō)和横波,可(kě)以预测多层处理煤质的吸收系数和插入损失。在Foam module的帮助下,用(yòng)户可以用VA One软件预测复(fù)杂的多层能(néng)量吸收(shōu)噪声控(kòng)制处理。
·Wheel-Rail module
机车轮(lún)轨噪声模块,采用Remington模型(xíng)和SEA方(fāng)法分析轮轨噪声辐射。
·Template Modeler module
快速模(mó)板建模块,提供了快速(sù)创建(jiàn)模板和(hé)修改模板的功能。
·CAD Import modules
CATIA、CATIA V5、 PRO-E、STEP等CAD软件的模型数据接口(kǒu)。
·Quickscript module:VA One内置脚本语言(yán)
·Matlab(R) Developer Kit module:VA One、Matlab®接口程序
·C/C++ Developer Kit module:VA One、C/C++ 接口程序
2.2软件的特点及规格
■定义几何
·从现有CAD(IGES, CATIA, PROE, SAT, STEP)或有(yǒu)限元(UNV,BDF,CBD)模型中输入
·从零创建:首先创建(jiàn)SEA子系统(tǒng),然后划分系统(tǒng)中必要的区域(yù)的网格
■定义材料属(shǔ)性(xìng)
材料属性和子系(xì)统属性的定义存储在基于excel电子表(biǎo)格的浏览器窗口(kǒu)中,可以手工建立或自动从有限元BDF文(wén)件读入,并与(yǔ)三维模型显示窗口(kǒu)完全相关联。材料(liào)属性(xìng)和子系统属性可(kě)以包(bāo)括以下内容(róng):
·流(liú)体;各向同(tóng)性(xìng)固体;正交各向异性固体;粘弹(dàn)固(gù)体;纤维;泡沫材(cái)料
·梁,均匀(yún),夹层板;复合材料(liào),单层板,加(jiā)筋板
·支(zhī)持定义和编(biān)辑NASTRAN材料和物理属性卡