基于Hypermesh和Nastran的声固耦合频率响应分析

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基于Hypermesh和Nastran的声固耦合频率响应分析

主讲人Lengxuef CAE联盟论坛—大区版主

模型描述：

外部为长方形铁盒，如图1所示。

图1 结构有限元模型

材料类型为MAT1各向同性材料。材料参数为：弹性模量2e5Mpa 泊松比0.3

密度7.85-9ton/mm^3

单元类型为shell。

内部为空气，如图2所示。

图2 声腔有限元模型

材料类型为MAT10 流体材料。材料参数为：密度1.2e-12 ton/mm^3 声速340000mm/s

单元类型为Psolid，需要注意的是在Psolid的第八域内设定为PFLUID表示为流体单元。另外需要将组成流体单元的节点的第七域设定为-1，表示组成流体单元的节点。

（Card Edit-Nodes-Edit进行设定）

声固耦合界面定义

通过Analysis-Control Card-ACMODL定义结构与声腔的耦合关系。

这里主要有两种：一是在耦合界面上结构模型与声腔模型的节点坐标一一对应，但不是重合（即同一坐标分别有一个结构节点和一个声腔节点）这时需要使用ACMODL，IDENT定义。如果耦合界面上不是节点一一对应的关系，则需要通过ACMODL，DIFF定义。

边界条件

结构网格两端表面的四角（共八个节点）约束所有自由度。如图4所示。

通过SPC卡片定义：

Analysis-constraints，选择节点进行定义，其中load typers=spc

BDF文件中SPC卡片参数如下：

SPC 1 892 1234560.0

SPC 1 907 1234560.0

SPC 1 912 1234560.0

SPC 1 928 1234560.0

SPC 1 949 1234560.0

SPC 1 959 1234560.0

SPC 1 1050 1234560.0

SPC 1 1280 1234560.0

载荷

选取结构模型下表面中间一点施加Z向单位激振力，如图5所示，激振力的频率范围为0-200Hz

图5 载荷

1通过DAREA卡片定义集中力

Analysis-constraints ，选择节点进行定义，其中load typers=DAREA

DAREA

2

1687

31.0+7

2激励频率范围通过TABLED2定义

TABLED2 50.0

+ 0.0 1.0 200.0 1.0ENDT

3然后用RLOAD2将DAREA和TABLED2连接起来，表示激励频率范围为0-200Hz 求解参数设定

SOL中选择SOL111 模态频率响应求解器

采用Sol11求解频率响应需要定义如下卡片：

首先定义模态求解卡片，通过EIGRL定义。通常求解模态的频率范围是所求解频率响应的2-2.5倍。

然后通过FREQ1卡片定义频率响应的求解频率0-200Hz

最后创建载荷步

设定结果输出内容DISPLACEMENT(SORT1,REAL) = ALL,输出所有节点的位移响应。对于声腔来说，DISPLACEMENT卡片中第一个自由度代表声压。

如：f06文件中节点102528在180Hz处的声压响应：

求解

通过Nastran进行求解

后处理

通过Hypergraph进行后处理

节点102528的声压响应如图所示。