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2013-08-14 by:Ansys分析 來源:仿真在線
ANSYS動力分析——諧響應(yīng)分析
諧響應(yīng)分析用于確定線性結(jié)構(gòu)在承受隨時間按正弦(簡諧)規(guī)律變化的載荷時的穩(wěn)態(tài)響應(yīng),分析過程中只計算結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)受迫振動,不考慮激振開始時的瞬態(tài)振動,諧響應(yīng)分析的目的在于計算出結(jié)構(gòu)在幾種頻率下得響應(yīng)值(通常是位移)對頻率的曲線,從而使設(shè)計人員能預(yù)測結(jié)構(gòu)的持續(xù)性動力特性,驗證設(shè)計是否能克服共振、疲勞以及其他受迫振動引起的有害效果。 諧響應(yīng)分析的輸入為:(i)已知大小和頻率的諧波載荷(力、壓力或強迫位移);(ii)同一頻率的多種載荷,可以是同相或是不同相的。 諧響應(yīng)分析的輸出為:(i)每一個自由度上的諧位移,通常和施加的載荷不同相;(ii)其他多種導(dǎo)出量,例如應(yīng)力和應(yīng)變等。 諧響應(yīng)分析可采用完全法,縮減法,模態(tài)疊加法求解。當(dāng)然,視諧響應(yīng)分析為瞬態(tài)動力學(xué)分析的特例,將簡諧載荷定義為時間歷程的載荷函數(shù),采用瞬態(tài)動力學(xué)分析的全套方法求解也是可以的,但需要花費較長的計算時間。
諧振分析的具體方法是利用傅立葉(Fourier)分析的原理根據(jù)已知的原振動方程的數(shù)據(jù)求出各個分振動的振幅和頻率,也可以通過實驗的方法來測定。 通過諧振分析,可以將任何復(fù)雜的周期振動分解成一系列頻率不同、振幅也不同的簡諧振動。其中與原振動頻率一致的分振動稱為基頻振動,這個頻率就稱為基頻;其他分振動由于頻率均為基頻的整數(shù)倍,因而稱為諧頻振動,其頻率相應(yīng)地稱為諧頻。
1.諧響應(yīng)分析的定義
諧響應(yīng)分析是用于確定線性結(jié)構(gòu)在承受隨時間按正弦(簡諧)規(guī)律變化的載荷時穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的一種技術(shù)。分析的目的是計算結(jié)構(gòu)在幾種頻率下的響應(yīng)并得到一些響應(yīng)值對頻率的曲線。該技術(shù)只計算結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)受迫振動,不考慮結(jié)構(gòu)發(fā)在激勵開始時的瞬態(tài)振動。諧響應(yīng)分析使設(shè)計人員能預(yù)測結(jié)構(gòu)的持續(xù)動力特性,從而使設(shè)計人員能夠驗證其設(shè)計是否能夠克服,疲勞,共振,及其他受迫振動應(yīng)起的有害效果。
諧響應(yīng)分析是一種線性分析,非線性特性被忽略。
2.諧響應(yīng)分析的求解方法
full(完全法)
reduced(縮減法)
mode superpos'n(模態(tài)疊加法)
full(完全法)允許定義各種類型的荷載;預(yù)應(yīng)力選項不可用;
reduced(縮減法)可以考慮預(yù)應(yīng)力;只能施加單元荷載(壓力,溫度等)
mode superpos'n(模態(tài)疊加法)通過對模態(tài)分析的道德振型(特征向量)乘以因子并求和來計算出結(jié)果的響應(yīng)。
可以包含預(yù)應(yīng)力,可以考慮振型阻尼,不能施加非零位移
諧響應(yīng)分析的基本步驟:
完全法分析過程有3個主要步驟:建模,加載求解,結(jié)果后處理
1.建立模型
同樣非線性行為將被忽略
2.加載求解
*指定分析類型為:harmonic
*指定分析選項:包括solution method和dof printout format(解的輸出形式)及use lumped mass approx(質(zhì)量矩陣形成方式)
*在模型上加載:諧響應(yīng)分析所加的載荷隨時間按正弦規(guī)律變化。指定一個完整的簡諧荷載需要輸入3條信息。幅值(amplitude)、相位角(phase angle)、強制頻率范圍(forcing frequency range)
注意:諧響應(yīng)分析不能同時計算多個頻率的荷載作用,但可以分別計算,后疊加。
*諧響應(yīng)分析荷載步選項
普通選項:number of substebs(諧響應(yīng)節(jié)數(shù)目),選擇加載方式 stepped or ramped
動力學(xué)選項:頻率范圍 frequence range ,阻尼(damping)
輸出控制選項:
*開始求解
3.觀察結(jié)果
縮減法諧響應(yīng)分析步驟
1.建模
2.加載并得減縮解
3.觀察節(jié)縮解結(jié)果
4.擴展解
5.觀察擴展的解結(jié)果
與full法不同的是,要定義主自由度。
模態(tài)疊加法諧響應(yīng)分析步驟
1.建模
2.獲取模態(tài)分析解
3.獲取模態(tài)疊加法諧響應(yīng)分析解
4.擴展模態(tài)疊加解
5.觀察結(jié)果
有預(yù)應(yīng)力作用結(jié)構(gòu)的諧響應(yīng)
有預(yù)應(yīng)力的諧響應(yīng)分析只能用縮減法和模態(tài)疊加法進行。若進行有預(yù)應(yīng)力的縮減法諧應(yīng)分析,首先要進行靜力學(xué)分析結(jié)算結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力,在進行諧響應(yīng)分析.
若進行模態(tài)疊加法諧響應(yīng)應(yīng)分析中包括預(yù)應(yīng)力效果,應(yīng)當(dāng)先進行有預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析,在進行一般的模態(tài)疊加法諧響應(yīng)分析。
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