​​​​​​​MNOISE

​​​​​​​Pre- und Postprocessor für ​​​​​Akustisksimulationen
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Akustische Anforderungen an Automobilkomponenten haben in den letzten Jahren durch gesetzliche Vorschriften, Leichtbau, höhere Kundenanforderungen und insbesondere durch die Einführung von Elektrofahrzeugen mit geringeren Maskierungsgeräuschen und hohem tonalen Geräuschanteil an Bedeutung gewonnen.

 

MNOISE unterstützt den Simulationsingenieur bei der akustischen Bewertung von Bauteilen basierend auf Finite-Elemente (FE)-Simulationen. In Kombination mit gängigen FE-Tools ermöglicht MNOISE eine akustische Bewertung bereits in einer frühen Konzeptphase. Für die akustische Performance sind vor allem globale, dynamische Eigenschaften von Bauteilen verantwortlich. Diese können nur in einer frühen Konzeptphase maßgeblich beeinflusst werden. Mit MNOISE ermittelte akustische Nahfeldgrößen erlauben kritische Bereiche und akustische Hotspots am virtuellen Bauteil zu detektieren. Basierend auf diesen Ergebnissen können Designverbesserungen vorgenommen werden, bevor ein physischer Prototyp verfügbar ist. Entwicklungszeit und Prototyping-Kosten werden somit reduziert.

Die akustische Bewertung des virtuellen Bauteils erfolgt in modalen Frequenzantwortanalysen basierend auf Finite-Elemente Strukturmodellen. Unabahängig von transienten Einschwingvorgängen können mit dem modalem Ansatz harmonische Anregungen effizient simuliert werden. MNOISE unterstützt bei der Aufbereitung durch die halbautomatische Erstellung von Anregungsdatensätzen und beim Postprocessing durch die automatisierte Auswertung der Analysen, um die oftmals große Anzahl von Simulationsergebnissen aussagekräftig darzustellen z. B. als Campbell-Diagramme.

Zeitverläufe von Anregungskräften können in den Frequenzbereich transformiert und auf ein strukturelles FE-Modell aufgebracht werden. Diese können im ASCII-Format oder im MSC.Adams-Requestfile-Format für bestimmte harmonische Zustände oder Hochlaufanalysen analog zu typischen akustischen Messreihen bereitgestellt werden. Insbesondere die Schnittstelle zu MSC Adams zum Auslesen komplexer Belastungszeitreihen vereinfacht den Datentransfer von einer nichtlinearen Zeitbereichssimulation zur Lastdatengenerierung hin zur akustischen FE-Simulation im Frequenzbereich. Über die ASCII-Schnittstelle können Anregungen aus beliebigen Quellen, Simulationen sowie Messungen verarbeitet werden. Mit dem MNOISE-gear Modul können zudem Anregungskräfte auf Basis von Zahneingriffsparametern berechnet und direkt für Analysen mit dynamischer Verzahnungsanregung verwendet werden.

Nach Abschluss der FE-Simulationen kann MNOISE zur Bewertung akustischer Größen im Nahfeld des untersuchten Bauteils verwendet werden. Zu diesem Zweck können bestimmte Oberflächenpunkte und interessierende Bereiche definiert und bewertet werden.

  • Quadratischer Mittelwert der Oberflächen-Normalgeschwindigkeiten (als Mobilität bezeichnet) über der Frequenz für jede Oberfläche
  • Mittlere Geräuschpegel (Nahfeldschalldruck in dB oder dB(A)) über der Frequenz für jede Oberfläche
  • Schallleistung (in dB oder dB(A)) über der Frequenz für jede Oberfläche
  • Schallleistung- oder Geräuschpegel – Oberflächenverteilung für Frequenzbänder
  • Campbell-Diagramme der Schallleistung oder des Geräuschpegels für jede Oberfläche
  • Campbell-Diagramme von Verschiebungen, Geschwindigkeiten oder Beschleunigungen an einzelnen Punkten (Körperschallbewertung)

An abstrahlenden Oberflächen können folgende Nahfeldgrößen bewertet werden

Aus einem Campbell-Diagramm können, analog zu typischen Messauswertungen, Ordnungsschnitte, Geschwindigkeitsschnitte oder Frequenzintegrale generiert werden. Dies ermöglicht einen einfachen Vergleich gemessener und simulierter akustischer Größen. Diese Größen können z. B. Beschleunigungspegel für Körperschallbewertungen sowie Oberflächenschallverteilungen im Vergleich zu Messungen mit einer akustischen Kamera sein.

MNOISE kann in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden.

  • Verbrennungsmotoren
  • eDrive-Systeme mit aufgebrachter Verzahnungsanregung oder elektromagnetischer Anregung
  • Getriebeakustik
  • NVH-Analyse der Fahrzeugkarosserie mit Motor- oder Straßenanregung

Typische Anwendungen für die akustische Bewertung

Schnittstellen zu den FE-Tools Abaqus und MSC.Nastran sowie für Preprocessing-Zwecke zu MSC.Adams sind verfügbar.