Actran VibroAcoustics

Комплексный и всесторонний анализ вибро-акустических задач с учётом большого количества факторов, влияющих на генерацию и распространение шума через акустические среды и элементы конструкций.

Решение акустических и виброакустических задач позволяет определять акустические поля при работе различных технических устройств.

В основе Actran лежат методы конечных и бесконечных элементов, позволяющие моделировать акустические эффекты как в замкнутых объёмах (полостях), так и в открытом пространстве с учётом условий неотражения звука на границах расчётной области. Богатая библиотека элементов и материалов предоставляет широкие возможности для моделирования. Основу библиотеки элементов составляют одномерные, двумерные и трёхмерные элементы для решения трёхмерных, двумерных и осесимметричных задач, многоточечные связи, бесконечные элементы, и др. Представленные в Actran материалы позволяют моделировать акустические среды (газы, жидкости) с учётом вязко-термических потерь; упругие конструкционные материалы с учетом демпфирования; слоистые композиционные материалы; звукопоглощающие материалы и перфорированные панели в различных постановках, материалы с пьезоэлектрическими свойствами, и др.

Анализ акустики может производиться в детерминированной или случайной постановке в частотной области прямым или модальным методом. Во временной области возможно проведение анализа переходных виброакустических процессов.

В качестве внешней нагрузки и граничных условий могут рассматриваться источники шума различных типов: монополи, диполи, плоские волны, случайные флуктуации давлений на поверхностях, объёмные и поверхностные источники на основе акустических аналогий Лайтхилла и Мёринга, нагрузки от роторов в численной и аналитической постановке, электрические токи, вынужденные колебания акустической среды в каналах постоянного сечения – канальные моды; граничные условия по давлению, перемещению, скорости, ускорению, и др. Поддерживается широкий набор граничных условий: импеданс, адмиттанс, звукопоглощающие конструкции, коэффициент поглощения, условия непроницаемости, структурные граничные условия, и др.

Поддерживается расчёт собственных частот и форм, плёночный анализ, анализ на основе теоремы Грина, отдельное формирование и использование моделей звукопоглощающих материалов.

Шум шин

Снижение шума при взаимодействии шин с дорожным покрытием, водой, воздухом и др. во многих случаях является необходимым для снижения общего шума транспортного средства. Разработка перспективных конструкций малошумных шин требует расчётного исследования.

В Actran реализован подход к комплексному анализу шума шин на основе нелинейного динамического анализа качения шины, который можно проводить в системе Marc или других системах, с последующим анализом генерации и распространения шума в Actran.

Большие перемещения шины в пространстве и большие деформации материала шин являются препятствием для проведения акустических расчётов в сторонних системах. В Actran реализован эффективный алгоритм разделения перемещений шины «в большом» и вибрационных компонентов движения шины «в малом», в результате работы которого могут быть получены исходные данные для расчёта шума шины.

Непараметрическое варьирование свойствами

Одним из способов исследования акустики изделий в условиях неопределённости механических и инерционных свойств является непараметрическое варьирование свойствами. Типовая область применения этого метода – анализ виброакустики в среднечастотном диапазоне, когда стандартные подходы к моделированию несущих конструкций могут не давать надёжных результатов. Например, если собственные формы колебаний изделия имеют малую длину волны, и она сопоставима с размером отверстий, фасок, скруглений, мелких деталей сборок, покрытий, и др., которые должны быть отброшены для упрощения расчётной модели. Также в таких случаях сложно учесть, как зависят свойства от затяжки крепёжных элементов, обжатия прокладок, контакта с силовым набором, и т.д.

Неопределённость механических свойств может быть учтена в модели путём ввода в расчёт случайных отклонений членов матриц (импедансной матрицы). В этом случае результатами расчёта являются области возможного изменения откликов: акустических давлений, перемещений механической модели, и др. Принимая нормальный закон распределения отклонений откликов, можно определить, какие их величины не будут превышены с заданной доверительной вероятностью (например, 0.997 для «3 сигма»). Такие результаты могут иметь практическое значение, и они более полно отражают характеристики натурных изделий на средних частотах. Для изделий машиностроения описанный метод, как правило, применяется на частотах 0.6…1.2кГц. Описанный метод хорошо дополняет стандартные подходы к анализу виброакустики.

Actran предлагает удобный графический интерфейс для задания случайных отклонений свойств, а также возможность вывода диапазонов изменения откликов в виде графиков, заливок, и др.

Примеры применения:

• Automotive: Noise related problems from powertrains, intakes, exhausts, passenger compartment, trim, seats, hoses, tires, windows and windshields, audio, HVAC.
• Aerospace:Sound transmission through cockpit and fuselage, noise propagation in air distribution system, response to TBL excitation, random dynamic response of rocket payload at take-off.
• Consumer goods:Telephones, headsets, loudspeakers, hearing aid devices, disk drives, washing machines, refrigerators, cameras.
• Defense: Underwater acoustics, sonars.

Дополнительную информацию (на английском языке) можно узнать на сайте: www.fft.be