基于Hypermesh和Nastran的声固耦合频率响应分析.docx

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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=spcBDF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=DAREADAREA
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。