振幅・周波数・予荷重が考慮可能な非線形液封マウントモデルAltairBushingの紹介
Altair Employee振幅・周波数・予荷重が考慮可能な非線形液封マウントモデルAltairBushingを紹介します。機構解析Altair MotionSolveにてご利用いただけます。
液封マウントとは
内部に液体が封入されたマウントです。液体の共振により周波数依存性を示し、共振周波数帯で高い減衰特性を持ちます。また、ゴム材の非線形性により振幅、予荷重依存性があります。エンジンマウントに使用されます。
予荷重一定とすると、振幅、周波数で動剛性、損失角が変化しますので、一般に以下のような３次元マップで特性が表現されます。
AltairBushingとは
AltairBushingは液封マウントの振幅・周波数・予荷重依存の動剛性・損失角を表現するためのモデルです。流体マスと複数の非線形ばね・ダンパーで構成されています。各パラメータを実測データにフィッテイングすることで、様々な機構モデルに組み込んで使用できます。
フィッティング
AltairBushingのパラメータフィッティングのために、Model Identification Tool（MIT）が提供されています。MITを使用することで、実測の各振幅・周波数・予荷重における動剛性・損失角のテーブルデータから簡単にパラメータを同定できます。
フィッティング結果の一例です。各振幅毎に、動剛性・損失角の周波数依存性を表現できています。
AltairBushingの使い方
Altair MotionViewのAutoBushFDを定義し、プロパティファイル.gbsを指定することで、MotionSolveを用いた機構解析の計算にご利用いただけます。
検証
MotionSolveの過渡応答計算において、液封マウントの特性が正しく表現できているか、確認されたいユーザ様も多いと思います。Altair ComposeとAltair HyperStudyを用いることで、MotionSolveの過渡応答計算における振幅、周波数、予荷重毎の動剛性・損失角の算出を自動化できます。
Altair Composeによる動剛性・損失角の算出
Altair ComposeはCAEのバイナリ結果ファイルを直接読み込み、Matlab互換の言語で簡単にマトリクス演算が行えます。これを用いて、MotionSolveの単一振動数加振結果を読み込み、最適化関数でsin関数にフィッティングしました。
フィッティングしたsin関数の係数を用いることで、等価な動剛性・損失角をすばやく求めることができます。
Altair HyperStudyによる動剛性・損失角の3次元マップ作成
Altair HyperStudyのDOEを用いることで、振幅・周波数・予荷重を変えた場合のMotionSolveの実行およびComposeによるsinフィッティング、動剛性・損失角の算出を自動化できます。
HyperStudyが自動で振幅・周波数・予荷重を変更したMotionSolveの入力ファイルを生成し、さらにMotionSolveのソルバとComposeを連続でバッチ実行します。その後、HyperStudyが算出した動剛性・損失角を抽出し、集計します。
MotionSolveの過渡応答計算結果から求めた動剛性・損失角の３次元マップです。実測データと同様の振幅・周波数依存性を表していることが確認できました。
1例として振幅0.1mmの結果を比較すると以下のようになり、実測の動剛性・損失角の周波数依存性を表現できています。
AltairBushingの活用
あとは、MotionSolveの各種車両モデルにAltairBushingを搭載し、サーキット走行、台上加振、悪路走行など様々な場面でご利用ください。
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本ブログで使用したサンプルファイル一式と操作動画はKnowledgeBaseよりご利用いただけます。
https://community.altair.com/community/?id=kb_article_view&sysparm_article=KB0121917
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