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ANSYS动力学分析指南(连载二)
发表时间:2007-7-25    作者: 安世亚太  来源: e-works
 

§2.6.2获取模态叠加法谐响应解

在这一步中,程序将根据模态分析所得到的振型来计算谐响应。振型文件(Jobname.MODE)必须存在且有效,在数据库中必须包含与模态分析相同的模型。下面是要做的具体工作:如果使用子空间法或分块Lanczos法按缺省质量矩阵(不是集中质量近似矩阵)计算得到模态解,完整矩阵文件( Jobname.FULL )也必须存在且有效 。基本步骤如下:

1.进入SOLUTION。

命令:/SOLU

GUI:Main Menu>Solution

2.指定分析类型及分析选项。操作过程与完全法描述的基本相同,差别如下:

·选模态叠加法[HROPT];

·指定求解的模态数[HROPT]。此数将决定谐响应分析解的精度。一般地,指定的模态数应当覆盖简谐载荷频率范围的百分之五十以上;

·可以将解按结构的固有频率进行聚集[HROUT],以得到更光滑、更精确的响应曲线;

·可以选择在各频率处输出一个包含了各阶模态对总响应的贡献的表格[HROUT]。

3.在模型上施加载荷。除下列限制外,谐响应分析中的载荷与完全法中所述的载荷相似。

·只可施加力、加速度和模态分析中生成的载荷向量。可用LVSCALE命令来施加在模态分析中生成的载荷向量;

·如果采用的是由缩减法模态分析得到的振型,力只能加在主自由度上。

4.指定载荷步选项。除了可以指定振型阻尼[MDAMP]外,这一步和缩减法中相应步骤基本一样。参见“瞬态动力学分析”中关于阻尼的详细论述。(记住,正如在模态分中所述,如果使用QR阻尼法提取模态,那么在模态叠加法谐响应分析中定义的任何阻尼都将被忽略)。如果选择了clustering(聚集)选项[HROUT],就可用命令NSUBST指定分布在固有频率两侧的解的数目。缺省情形下计算出四个解,但是可以指定2到10个解。

5.如果使用分块Lanczos法(缺省)或子空间法进行模态分析( MODOPT ,LANB或SUBSP),可以利用节点项配合 OUTRES ,NSOL命令限制位移数据写进缩减位移文件Jobname.RFRQ。扩展过程只能处理那些写入.RFRQ文件的单元及其它们的节点上的结果。为了使用该选项,首先执行 OUTRES ,NSOL,NONE命令禁止写入所有项,然后执行 OUTRES ,NSOL,ALL, component 命令指定写入感兴趣的项。重复执行 OUTRES 命令处理其他希望写入.RFRQ文件的节点项。

6.保存数据库备份。

命令:SAVE

GUI:Utility Menu>File>Save as

7.开始求解。

命令:SOLVE

GUI: Main Menu>Solution>-Solve-Current LS

8.如有其他载荷和频率范围(即其他载荷步),重复第3步至第7步。如果希望进行时间历程后处理(在POST26中),则任何两个载荷步之间的频率范围不能发生重叠。

9.离开SOLUTION

命令:FINISH

GUI:关闭Solution菜单

无论采用的模态提取法是子空间法、分块Lanczos法、缩减法、PowerDynamics法或QR阻尼法,模态叠加法谐响应分析的解都被保存到缩减位移文件Jobname.RFRQ中。因此,如果对应力结果感兴趣,就需要对解进行扩展。

§2.6.3扩展模态叠加解

扩展过程的步骤和在缩减法中描述的相同。在采用Reduced特征值提取法时需要模态分析中生成的Jobname.TRI文件。扩展过程的输出包括结构分析结果文件Jobname.RST,其中包含经过扩展的结果。

§2.6.4观察结果

结果由在每个求解所用强制频率处的简谐变化的位移,应力和反作用力组成。可以用POST26或POST1观察这些结果,与缩减法中所述一样。

§2.6.5典型的模态叠加法谐响应分析命令流

下面是用模态叠加法进行谐响应分析的典型输入命令流:

!建立模型

/FILNAM,...!指定工作名

/TITLE,...!标题

/PREP7!进入PREP7

---

---!生成模型

---

FINISH

!进行模态求解

/SOLU!进入求解器SOLUTION

ANTYPE,MODAL!指定模态分析类型

MODOPT,REDU!指定缩减法提取模态

M,...!指定主自由度

TOTAL,..

D,...!定义约束

SF,...!定义单元载荷

SAVE

SOLVE!开始模态求解

FINISH

!进行模态叠加法谐响应分析

/SOLU!进入求解器

ANTYPE,HARMIC!指定谐响应分析类型

HROPT,MSUP,...!指定模态叠加法和参加计算的模态数目

HROUT,...!输出控制选项

LVSCALE,...!单元载荷的比例系数

F,...!节点载荷

HARFRQ,...!强制频率范围

DMPRAT,...!阻尼比

MDAMP,...!模态阻尼比

NSUBST,...!解的数目

KBC,...!斜坡或阶梯载荷

SAVE

SOLVE!开始求解

FINISH

!检查模态叠加法谐响应分析结果

/POST26

FILE,,RFRQ!后处理文件Jobname.RFRQ

NSOL,...!存储节点结果到一个变量

PLCPLX,...!绘制复变量的方式

PLVAR,...!绘制变量曲线

FINISH

!扩展结果

/SOLU!重新进入求解器

EXPASS,ON!打开扩展开关

EXPSOL,...!扩展单一解

HREXP,...!扩展解的相位角

SOLVE

FINISH

!检查扩展解

/POST1

SET,...!读入检查频率的结果

PLDISP,...!画变形形状

PLNSOL,...!画节点结果等值图

---

FINISH

参见《ANSYS命令参考手册》中ANTYPE、MODOPT、M、TOTAL、 HROPT、HROUT、LVSCALE、F、HARFRQ、DMPRAT、MDAMP、NSUBST、KBC、 FILE、NSOL、PLCPLX、PLVAR、EXPASS、EXPSOL、HREXP、SET及PLNSOL等命令的说明。

责任编辑:蒋汉桥

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