騒音&振動

NV問題への複合領域シミュレーションアプローチにより製品性能を向上
Horizontal spacer

構造振動は、製品に関連する多くの問題の原因となり、疲労および耐久性問題に加え、感じたり聞こえたりする不快な振動という利用者または第三者の不利な反応を誘発する恐れがあります。また、不快な構造振動は、必要とされる製品の動作を妨げ、安全に関する不安に発展する可能性もあります。

NVH(騒音、振動、ハーシュネス)またはNV(騒音および振動)は、製品の品質形質として直接認識されやすい問題の1つです。そのため、競争において差別化を図るために、製品開発チームが性能目標の次に最重視することの1つです。

MSC社の先進的なFEAおよびMBD(Multi Body Dynamics)機能により、様々な動作条件下で部品またはシステムがどのように振動するかをシミュレートし、予測することができます。たとえば、道路を走行する自動車のドライバや乗客が巡航速度時または加速時にエンジン音をどのように感じるか、また自動車が路上のくぼみを越えたときの感触と騒音をどのように知覚するかを同時にシミュレートします。

MSC Software製プロダクトは、様々なNV解析に使用されています。
  • 防音パネルモード関与因子
  • 完全トリムドモデルの解析
  • 自動部分モード合成法(ACMS)
  • 複素固有値解析
  • 動的設計最適化
  • Multibody Dynamicsのための弾性体
  • 周波数応答解析
  • 周波数応答関数(FRF)
  • FRFベースのアセンブリ(FBA)
  • 移動経路解析
  • 荷重同定
  • 荷重:周波数または時間依存の力、変位、速度、および加速度
  • モード関与因子
  • マルチモデルおよび複数の解析分野の最適化
  • 固有モード解析
  • ランダム応答解析
  • スーパーエレメント
  • 過渡応答解析
業界別使用例:
  • 航空宇宙および防衛:航空音響学/ファン騒音、内部区画、エンジンの防音、構造減衰システム
  • 自動車:変速装置、排気、ブレーキ、遊星歯車、チェーン駆動、カウルトップベントパネル、パワートレイン、エンジンマウント、変速装置マウント、後ろ車軸弾性部品、前車軸弾性部品
  • 重機:スキッドステアローダー、粘弾性マウント、パイプ懸架装置、車両動特性およびシャーシ、キャブ懸架
Applied impulse loading for a time NVH analysis

ATV vibration analysis

構成要素またはシステムの構造振動特性を理解することは、構造の固有振動特性(または振動モードと呼ばれる)、および構造がどのように外部因子荷重(一般的に周波数応答および過渡荷重と呼ばれる)に応答するのか、この両方を理解する必要があります。

MSCのNVHソリューションは、構造部品、システム、および機械アセンブリに対する線形/非線形モーダル、過渡および周波数応答解析のための機能を提供しています。騒音や耐久性が懸念される場合、この振動情報は、内部または外部騒音のために連成された音響予測を実行するために使用できます。また、この情報は、振動シミュレーションで得られた、詳細な振動および過渡荷重履歴を用いて、製品の疲労予測を実行するために使用できます。

Acoustic analysis of a muffler

Acoustic radiation analysis of an engine

Interior acoustics example

MSCは、内部および外部音響のシミュレーションと予測に対して実証されたソリューションと技法を提供します。

MSCは、内部音響に対して、境界領域内の圧力を計算する流体-構造を連成した相互作用シミュレーションを提供します。これは、乗員が経験する音圧レベルを解くために使用します。外部音響にたいして、ソリューションは外部音響シミュレーション技法を伴う構造振動連成を提供します。この機能は、1つの振動-音響連成解析で振動構造によって放射される音場を解析するために使用します。

音響源の周りのフィールドの大メッシュの必要性は、無限要素の使用により除去されます。音圧レベルの計算に加えて、MSCは、アセンブリのどの構成要素が特定の騒音に最も関係しているのか(パネル寄与率と呼ばれる)を特定するための解析技法を提供します。




FRF based approach used to analyze engine and tire loads

NVH解析における典型的な課題は、ソース(発生源)からターゲットへのエネルギーの流れの経路を特定することです。

車両のアセンブリの事前に望ましくない振動や騒音の発生源を理解することは有益です。MSCは、このニーズに対応するため、周波数応答関数(FRF)ベースの方法論を提供しています。

FRFは、与えられた周波数での単位荷重による、構成要素の周波数応答を表します。次に、構成要素のFRFは、これらの構成要素のアセンブリのFRFを得るために組み合わせることができます。このアプローチの利点は、伝達経路解析(TPA)に役立ちます。TPAを通じ、ユーザーは発生源からターゲットへのエネルギーの流れを辿ることができます。これにより、クリティカルパスと騒音源の識別が可能になります。例えば、左上の画像では騒音源はエンジンであり、下の画像では騒音源はタイヤ荷重によるものです。これにより、車両NVHを理解し向上するためには、フルシステム解析を実行する必要があり、MSC Nastranはスケーラブルなアプリケーション固有のソルバーによってこれを可能にします。

Connectors are specified between the trim body and the suspension at four locations

ユーザーまたは関係者によって観察および認識される重要なNVH特性は、多くの場合、車両全体の設計に関連しています。

これらの動作をシミュレーションするには、シミュレーションモデルは、構造および機械システムアセンブリの非常に大規模なコンピュータモデルにつながる、ほぼ完全な車両システムを表している必要があります。MSCは、これらの種類のモデルを正確かつ効率的にモデル化およびシミュレーションするために、業界で実証された高パフォーマンスの方法論を提供しています。これには以下が含まれています。

  • ジョイント結合だけでなく、溶接、接着、ファスナーアセンブリを正確にモデル化するための技法
  • ACMS –大規模モデルの迅速かつ並列化モーダル解析に対する自動部分モード合成法
  • 大規模モデルの迅速かつ並列化モーダル解析において、フルビークルの論理的な分割と部品情報の再利用を可能にする、アセンブリプロセスで使用するための外部スーパーエレメント

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