搜索一個(gè)采用Ansys分析平板聲學(xué)問題的實(shí)例分享
2016-10-25 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
本文對平板進(jìn)行諧響應(yīng)分析,在板的上部中心位置施加1000N 的力,頻率范圍為530-540Hz,并求得其聲壓分布。結(jié)果表明,在共振區(qū)域引其振動(dòng)劇烈所以聲壓較大,符合事實(shí)。本文附有源程序,不過有些地方需要手動(dòng)操作一下(其中已說明)。
一、參數(shù)說明板的總體尺寸為0.2*0.2*0.004m。為了求解方便,本次分析采用了板的一半即0.2*0.1*0.004m進(jìn)行諧響應(yīng)分析,在板的上部中心位置施加1000N的力,頻率范圍為530-540Hz。
對此平板模型進(jìn)行模態(tài)分析,其結(jié)果如表1所示:
表1 平板模態(tài)分析
圖1 平板模型
圖2 空氣介質(zhì)模型
圖3 整個(gè)模型的網(wǎng)格劃分
圖4 空氣介質(zhì)在平板振動(dòng)頻率為531Hz時(shí)的聲壓分布
圖5 空氣介質(zhì)在平板振動(dòng)頻率為534Hz時(shí)的聲壓分布
圖6 空氣介質(zhì)在平板振動(dòng)頻率為536Hz時(shí)的聲壓分布
圖7 空氣介質(zhì)在平板振動(dòng)頻率為538Hz時(shí)的聲壓分布
圖8 空氣介質(zhì)在平板振動(dòng)頻率為540Hz時(shí)的聲壓分布
經(jīng)ANSYS求解,得到了表2所示的聲壓最大值和最小值,其內(nèi)部具體的分布情況如圖4至圖8所示。
表2 聲壓分布
圖9 聲壓最大值隨頻率的變化
圖10 聲壓最小值隨頻率的變化
從圖9中可知,聲壓的最大值趨勢中的最大值出現(xiàn)在536Hz附近,與平板的一階模態(tài)536.03Hz相一致;同理,圖10中聲壓最小值分布趨勢中的最大值也出現(xiàn)在536Hz附近,可知,平板的振動(dòng)頻率達(dá)到它的固有頻率時(shí)振動(dòng)最大,從而使得其產(chǎn)生聲壓最大。
程序清單---------------------------------
/PREP7
ET,1,SOLID45
!殼單元 類型1
ET,2,FLUID30
! acoustic fluid element with ux & uy(0-Structure present at interface (unsymmetric element matrix))
ET,3,130
! acoustic infinite line element
r,3,0.3,0,0
ET,4,FLUID30,,1,0
! acoustic fluid element without ux & uy(1-No structure at the interface (symmetric element matrix))
! material properties
!材料1為鐵
MP,EX,1,2.1E11
MP,DENS,1,7800
MP,NUXY,1,0.3
!材料2為空氣介質(zhì)
MP,DENS,2,1.21
MP,SONC,2,344
!建立模型
wprot,0,-90,0
SPHERE,,0.3,0,180
!SPHERE, RAD1, RAD2, THETA1, THETA2
wprot,0,90,0
BLOCK,0,0.1, -0.002, 0.002, -0.1, 0 !BLOCK, X1, X2, Y1, Y2, Z1, Z2
BLOCK,-0.1,0, -0.002, 0.002, -0.1, 0
VGLUE,2,3
VOVLAP,1,2
!Overlaps volumes
VOVLAP,3,4
!對編號為2的體劃分網(wǎng)格
lesize,9,,,20,1
lesize,19,,,20,1
lesize,14,,,20,1
lesize,18,,,20,1
lesize,11,,,20,1
lesize,16,,,20,1
lesize,12,,,20,1
lesize,17,,,20,1
lesize,8,,,4,1
lesize,15,,,4,1
lesize,13,,,4,1
lesize,10,,,4,1
VSEL,s,,,2
VATT,1,,1
mshkey,1
!Specifies whether free meshing or mapped meshing should be used to mesh a model.1— Use mapped meshing.
VMESH,2
alls
!對編號為4的體劃分網(wǎng)格
lesize,32,,,20,1
lesize,31,,,20,1
lesize,35,,,20,1
lesize,33,,,20,1
lesize,28,,,20,1
lesize,34,,,20,1
lesize,20,,,4,1
lesize,27,,,4,1
VSEL,s,,,4
VATT,1,,1
mshkey,1
!Specifies whether free meshing or mapped meshing should be used to mesh a model.1— Use mapped meshing.
VMESH,4
alls
!對編號為1的體劃分網(wǎng)格(此步驟劃分網(wǎng)格需要手動(dòng)進(jìn)行)
VSEL,s,,,1
VATT,2,,2
!指定的材料屬性為空氣介質(zhì)(與結(jié)構(gòu)耦合)
SMRT,1
VMESH,1
alls
!修改不與平板(結(jié)構(gòu))接觸單元的材料類型類型為空氣介質(zhì)(不與結(jié)構(gòu)耦合)
esel,s,type,,1
nsle,s
esln,s,0
nsle,s
esel,inve
nsle,s
emodif,all,type,4
alls
!在邊界生成吸收單元。(使用單元fluid130)
Asel,s,,,1,2
NSLA,S,1
type,3
real,3
mat,2
esurf
!Generates elements overlaid on the free faces of existing selected elements.
alls
!建立流-固接觸面
Asel,s,,,8
Asel,A,,,10
Asel,A,,,7
Asel,A,,,5
Asel,A,,,19
Asel,A,,,15
Asel,A,,,17
Asel,A,,,20
NSLA,S,1
esel,s,type,,2
sf,all,fsi,1
alls
---------------------------------
!第一種后處理方式,得到空氣介質(zhì)的聲壓分布,單位為分貝
/solu
antype,harmic
hropt,full
f,131,fY,1000.
alls
nsubst,10
kbc,1
HARF,337,337
!加載80Hz的頻率
SOLVE
!對與結(jié)構(gòu)耦合的空氣單元和未與結(jié)構(gòu)耦合的空氣單元進(jìn)行后處理,得到聲壓分布
/post1
SET,FIRST
esel,s,type,,2
esel,a,type,,4
PLESOL, NMISC,4, 0,1.0
---------------------------------
!第二種分析后處理方式,
!使用諧波分析法對530-540Hz頻率之間進(jìn)行頻率掃描計(jì)算第一階彎曲模態(tài),從而檢測到結(jié)構(gòu)模型的固有頻率
/solu
antype,harmic
hropt,full
f,131,fY,1000.
alls
nsubst,10
kbc,1
HARF,530,540
!加載頻率530-540
SOLVE
!檢測到結(jié)構(gòu)模型的固有頻率
/post26
plcplx,0
nsol,2,1,u,x,d1ux
store
conjug,3,2
prod,4,2,3
sqrt,5,4
*get,uxmx,vari,5,extrem,tmax
/COM ---------------------------
/COM Expected Result:
/COM
/COM The following "uxmx" should equal
/COM ---------------------------
*status,uxmx
finish
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