NVH-CAE工程师:掌握了MATLAB和Python,我还是离不开VBA

1.讲真:我开始用的还是VBA

MATLAB和Python在NVH-CAE的前后处理中作用巨大,比如MATLAB——头文件生成程序、NVH路面虚拟路谱生成程序等;Python——路躁结果处理程序、punch转excel处理程序等,作用多样,几乎可以达成商业软件的全部功能。但说实话,我开始使用的处理语言还是VBA,Excel天然的存储数据的功能和VBA强大的数据处理能力,让工程师及其容易上手。纵使我以前从来没有学过VB,但靠着什么‘Excel宝典’,‘自学VBA’和万能的百度,也能轻松搞定。这样搞来搞去,完成了两个程序:IPI动刚度计算程序和传涵后处理程序。随着功能的完善,使用的便捷以及通用性考虑,界面是越来越大,按钮数量是越来越多,VB代码也达到了7000行之多。这个时候,想把VBA实现的所有功能移植到Python上来将是一项巨大的工作,我也想过,技术已经不是问题,只是需要时间和精力。

2.为什么需要开发自动处理程序

2.1 数据量大,处理繁琐

在动刚度分析中,往往涉及到40~50个激励点的等效刚度计算,每个点又可能有三个方向,也就是说一共要计算120~150条IPI曲线的动刚度计算。采用套用公式手动计算方法,工作量大,操作重复,枯燥繁琐,极易出错;在传递函数(VTF/NTF)的分析中,总共有将近500条传函曲线需要对比和输出,并且存在反复解析,反复输出的问题,这些曲线对比图均需要保存,附在解析报告之后,工作量非常之大,耗费很多工时。

2.2 传函评价依赖经验,主观性强

分析VTF/NTF对比曲线,准确和高效地从若干曲线中找出问题风险点,是一个重点,也是一个难点。对于该问题,现有的手段一般是依靠工程师的个人经验,其结果判断准确度也多依赖个人的水平,主观性太强,难以把握,对项目开发具有一定的风险。那么,拥有一个可以客观量化评价的工具显得迫在眉睫。

2.3 商业软件不能满足分析需求

Altair公司的HyperView/HyperGrah是处理这些结果文件的主流商业软件,但总归是有一些局限性,比如就不能一次性的输出所有的曲线,不能按照主机厂划分目标线、判断曲线的思路进行分析,不能输出满足自己需求的解析报告。

3.动刚度计算程序

3.1 动刚度的理论基础

动刚度是物体抵御动态外力的能力,是一个和频率有关的物理量,其公式描述如下:

式中K——动刚度值,单位N/mm

f——频率,单位Hz

y—— IPI(Input Point Inertance),单位dB

求解动刚度的理论方法有很多:平均位移法,平均刚度法和等效面积法,用的比较多的还是等效面积法。

图1:IPI曲线与横坐标围城的面积

图2:等效静刚度与横坐标围城的面积

如上图所示,如果图2中的曲线(对数横坐标看起来是直线)与横坐标围城的面积同IPI曲线围城的面积相等,则图2中曲线的刚度被称为IPI曲线的等效静刚度。

3.2 动刚度后处理程序的实现

我要实现的功能,不单单是计算出等效静刚度,而且还需要自动添加目标线,辅助判断,最终自动输出到报告中,达到一键完成报告的目的。

程序界面

动刚度曲线

所有传涵结果自动输入到ppt作为报告

下次预告:VBA在传递函数后处理中的应用

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