Sec10_频响分析.pptx

SECTION10频率响应分析频率响应分析介绍频率响应分析是计算在稳态振动激励作用下结构动力响应的一种方法。例如，偏心转动部件在不同转速的产生的激励力，车辆中不平衡轮胎、直升机叶片等。在频率响应方向中，激励载荷是在频域中显式定义的。所有的外力在每一个指定的频率上都是已知的。激励可以是外力也可以是强迫运动（位移、速度、加速度）。频率响应分析介绍（续）在分析中，振动载荷是正弦激励。最简单的例子，通过在指定的频率定义幅值。在激励作用频率下计算结构的稳态振动响应。因为振动系统中存在阻尼，结构响应可能存在相位漂移。当发生相位漂移时，结构响应峰值不再与激励载荷峰值同时发生。频率响应分析介绍（续）频率响应分析输出的最主要结果一般包括：节点位移、速度和加速度，单元力和应力。计算得到的响应被定义成以振幅和相位（相对应外力）的形式、或者以实部和虚部的形式表示的复数。直接频率响应分析在第八章中，我们介绍瞬态分析有2中分析方法：直接法和模态法。同样，在频率响应分析中，也有直接法和模态法。首先，先研究直接法频率响应分析。动力学方程为：应用2种不同载荷在sinwt激励载荷方程中2边乘以i()，然后加到前一个方程上，得到解的形式为直接频率响应分析（续）方程的稳态解形式为：将方程写作上式线性静力分析的形式。这个方程用来求解稳态响应幅值,{u(wi)},激励频率为,wi。按照与静态问题相同的方式，计算运动方程在每个输入频率下的解。直接频率响应分析（续）案例研究：矩形平板的频率响应分析问题描述使用直接法，确定在Workshop2中创建的平板的在不同频率载荷激励下的频率响应。这里的结构受到一个施加在平板角部的单位载荷激励。在20到1000Hz范围内，使用20Hz的频率步长，病区结构阻尼为0.06。下面是此平板的有限元模型，它包含了载荷和边界条件。案例研究：矩形平板的频率响应分析（续）首先考虑如何定义载荷和如何在Patran中实现。在Patran中创建点载荷，载荷通过表格的方式输入非空间场函数，表示力与频率之间关系。当定义一个简单力与频率关系时，推荐用表格输入定义，而不必用PCL函数定义。案例研究：矩形平板的频率响应分析（续）为力载荷定义一个空间场函数:Properties:Create/NonSpatial/TabularInput.输入frequency_depend_load作为场函数名称.选择Frequency(f)作为激活的独立变量（theActiveIndependentVariable）.点击InputData.在表格中输入图中显示的值点击OK.点击Apply.abcdefg案例研究：矩形平板的频率响应分析（续）利用X-Yplot检查该场函数.Fields:Show选择刚才创建的场函数.点击Apply.abc案例研究：矩形平板的频率响应分析（续）abcdefg创建‘TimeDependent’工况.LoadCases:Create输入direct_freq_response作为工况名称.选择TimeDependent作为工况类型.点击InputData.点击Displ_constraint在选择SelectIndividualLoads/BCS区域.点击OK.点击Apply.案例研究：矩形平板的频率响应分析（续）创建随“时间”变化的力载荷:Loads/BCs:Create/Force/Nodal.输入unit_load作为力载荷名称.点击InputData.输入001在输入栏，选择frequency_dependent_load作为该力随时间（频率）变化关系.点击OK.bcde案例研究：矩形平板的频率响应分析（续）a创建随“时间”变化力作用点:点击SelectApplicationRegion按钮.改变选择模式，theGeometryFiltertoFEM.Selectthebottomrightcornernodefortheapplicationregion,clickAdd.ClickOK.ClickApply.abcde案例研究：矩形平板的频率响应分析（续）工况集讨论Patran自动将新创建的工况作为当前工况.当创建Time/FrequencyDependent工况是，MakeCurrent自动被选择，设置当前创建工况为当前工况，新创建的载荷自动被添加到当前工况中。用户应该时候追踪那个工况是当前激活工况。案例研究：矩形平板的频率响应分析（续）选择频率响应分析类型和定义全局参数分析方法：直接法质量类型：集中质量PARAM,WTMASS是0.00259(这个模型中使用的是重量密度，将之转换为质量密度)整体结构阻尼为0.06(因为是直接法,这里没有引入结构阻尼的计算成本)案例研究：矩形平板的频率响应分析（续）提交模型分析:Analysis:Analy