耀唐解读
在汽车NVH分析中,动刚度也是一个不可忽略的物理量。
本期主要介绍刚度理论知识和Abaqus计算动刚度的一些要点和注意事项,更多的是理解汽车NVH中所要求的物理量与仿真分析中的物理量对应关系,灵活使用仿真工具解决物理问题。
刚度是指结构或材料抵抗变形的能力,也可以理解为使结构发生单位变形所需的力。这里面力和位移可以是狭义的,也可以是广义的,对应得到的刚度为狭义刚度和广义刚度。
从结构所处状态或载荷类型上又可以将刚度分为静刚度和动刚度。
静刚度一般指的是静态变形所需要的静态载荷,对应我们常规的静力学分析,受力和变形的关系即结构的静刚度。
动刚度一般指的是结构对单位谐响应激励载荷的变形响应,数值上为谐响应分析中位移响应的倒数(要求谐响应载荷幅值为1)。
对于静刚度,一般要求足够大,这是从结构不易发生变形的角度以及结构承载能力角度去考虑的; 原点动刚度——激励点和位移响应点是同一个点。 一般来说,我们要求的动刚度都会指定某个点或某个零件(如悬置等),求指定的位移响应。但从结果上讲,我们更多关心一些响应值,比如方向盘或换挡杆的振动响应(抖动),座椅的抖动(人感受最明显的是座椅的加速度抖动,特别是上下方向)。 因此在汽车NVH分析中,另外扩展出一类分析:传递函数分析,包括振动速度传递函数,振动加速度传递函数,声响应传递函数。这些本质上或者说在仿真分析上,与动刚度分析没有区别,只不过是提取结果的位置和类型有差别。因此要准确理解物理场景,灵活使用仿真分析工具。 静刚度分析对应的是静力学分析,我们不过多复述。 动刚度分析对应的是谐响应分析,我们简单描述下分析设置。 这里面我们要注意,模态振型或频率的影响一般在1.5倍范围内,因此对于谐响应分析的频率范围明确后,我们需要保证模态分析能够提供足够多的模态数量,一般如果模态数量足够,我们将模态频率提取范围定义为1.5倍的谐响应频率设置,以保证结果的准确性。阻尼可以根据已知情况进行输入,一般在百分或千分的量级。 根据刚度定义,我们这里面定义的是单位幅值载荷,因此将位移结果直接取倒数。