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2013-08-14 by:Ansys分析 來源:仿真在線
ANSYS動力分析——諧響應分析
諧響應分析用于確定線性結構在承受隨時間按正弦(簡諧)規律變化的載荷時的穩態響應,分析過程中只計算結構的穩態受迫振動,不考慮激振開始時的瞬態振動,諧響應分析的目的在于計算出結構在幾種頻率下得響應值(通常是位移)對頻率的曲線,從而使設計人員能預測結構的持續性動力特性,驗證設計是否能克服共振、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)其他多種導出量,例如應力和應變等。 諧響應分析可采用完全法,縮減法,模態疊加法求解。當然,視諧響應分析為瞬態動力學分析的特例,將簡諧載荷定義為時間歷程的載荷函數,采用瞬態動力學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)分析的原理根據已知的原振動方程的數據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倍,因而稱為諧頻振動,其頻率相應地稱為諧頻。
1.諧響應分析的定義
諧響應分析是用于確定線性結構在承受隨時間按正弦(簡諧)規律變化的載荷時穩態響應的一種技術。分析的目的是計算結構在幾種頻率下的響應并得到一些響應值對頻率的曲線。該技術只計算結構的穩態受迫振動,不考慮結構發在激勵開始時的瞬態振動。諧響應分析使設計人員能預測結構的持續動力特性,從而使設計人員能夠驗證其設計是否能夠克服,疲勞,共振,及其他受迫振動應起的有害效果。
諧響應分析是一種線性分析,非線性特性被忽略。
2.諧響應分析的求解方法
full(完全法)
reduced(縮減法)
mode superpos'n(模態疊加法)
full(完全法)允許定義各種類型的荷載;預應力選項不可用;
reduced(縮減法)可以考慮預應力;只能施加單元荷載(壓力,溫度等)
mode superpos'n(模態疊加法)通過對模態分析的道德振型(特征向量)乘以因子并求和來計算出結果的響應。
可以包含預應力,可以考慮振型阻尼,不能施加非零位移
諧響應分析的基本步驟:
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(質量矩陣形成方式)
*在模型上加載:諧響應分析所加的載荷隨時間按正弦規律變化。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。
*諧響應分析荷載步選項
普通選項:number of substebs(諧響應節數目),選擇加載方式 stepped or ramped
動力學選項:頻率范圍 frequence range ,阻尼(damping)
輸出控制選項:
*開始求解
3.觀察結果
縮減法諧響應分析步驟
1.建模
2.加載并得減縮解
3.觀察節縮解結果
4.擴展解
5.觀察擴展的解結果
與full法不同的是,要定義主自由度。
模態疊加法諧響應分析步驟
1.建模
2.獲取模態分析解
3.獲取模態疊加法諧響應分析解
4.擴展模態疊加解
5.觀察結果
有預應力作用結構的諧響應
有預應力的諧響應分析只能用縮減法和模態疊加法進行。若進行有預應力的縮減法諧應分析,首先要進行靜力學分析結算結構的預應力,在進行諧響應分析.
若進行模態疊加法諧響應應分析中包括預應力效果,應當先進行有預應力模態分析,在進行一般的模態疊加法諧響應分析。
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