《ANSYS18.0 有限元分析基础与实例教程》课件——第10章 谐响应分析.pptxVIP

第10章谐响应分析;10.1谐响应分析概论;谐响应分析是一种线性分析。任何非线性特性，如塑性和接触（间隙）单元，即使被定义了也将被忽略。但在分析中可以包含非对称矩阵，如分析在流体－结构相互作用中的问题。谐响应分析同样也可以用以分析有预应力的结构，如小提琴的弦（假定简谐应力比预加的拉伸应力小得多）。

谐响应分析可以采用3种方法：“Full”（完全法），“Reduced”（减缩法），“ModeSuperposition”（模态叠加法）。当然，还有另外一种方法，就是将简谐载荷指定为有时间历程的载荷函数而进行瞬态动力学分析，这是一种相对开销较大的方法。

3种方法的共同局限性：

●所有载荷必须随时间按正弦规律变化。

●所有载荷必须有相同的频率。

●不允许有非线性特性。

●不计算瞬态效应。

可以通过进行瞬态动力学分析来克服这些限制，这是应将简谐载荷表示为有时间历程的载荷函数。;10.2谐响应分析的基本步骤;10.2.2加载和求解;下面对表中各项进行详细的解释。

（1）NewAnalysis[ANTYPE]：选“NewAnalysis”（新的分析）。在谐响应分析中Restart不可用；如果需要施加另外的简谐载荷，可以另进行一次新分析。

（2）AnalysisType:HarmonicResponse[ANTYPE]：选分析类型为“HarmonicResponse”（谐响应分析）

图10-2表示谐响应分析选项菜单。

（3）[HROPT]Solutionmethod：选择下列求解方法中的一种：Full法、Reduced法、ModeSuperposition法

（4）SolutionListingFormat[HROUT]：此选项确定在输出文件Jobname.Out中谐响应分析的位移解如何列出。可以选的方式有“realandimaginary”（实部和虚部）（默认）形式，“amplitudesandphaseangles”（幅值和相位角）形式。

（5）MassMatrixFormulation[LUMPM]：此选项用于指定是采用默认的质量阵形成方式（取决于单元类型）还是用集中质量阵近似。;;;;;载荷的频带是指谐波载荷（周期函数）的频率范围，可以利用HARFRQ命令将它作为一个载荷步选项来指定。

4．指定载荷步选项

表10-4是可以在谐响应分析中使用的选项。

（1）普通选项如图10-8所示，具体说明如下：

●NumberofHarmonicSolutions[NSUBST]： 可用此选项计算任何数目的谐响应解。解（或子步）将均布于指定的频率范围内[HARFRQ]（详细说明见后）。例如，如果在30～40Hz范围内要求出10个解，程序将计算出在频率31，32，…，40Hz处的响应，而不去计算其他频率处。

●SteppedorRampedLoads[KBC]： 载荷可以是Stepped或Ramped方式变化的，默认时方式是“Ramped”。即载荷的幅值随各子步逐渐增长。而如果用命令[KBC，1]设置了“Stepped”载荷，则在频率范围内的所有子步载荷将保持恒定的幅值。

（2）动力选项具体说明如下：

●ForcingFrequencyRange[HARFRQ]：在谐响应分析中必须指定强制频率范围（以周/单位时间为单位）。然后指定在此频率范围内要计算处的解的数目。

;;;果文件Jobname.RST中包含的数据。

●ExtrapolationofResults[ERESX]：此选项用于设置采用将结果复制到节点处方式而默认的外插方式得到单元积分点结果。

5．保存模型

命令：SAVE。

GUI：UtilityMenuFileSaveas。

6．开始求解

命令：SOLVE。

GUI：MainMenuSolutionSolveCurrentLS。

7．对于多载荷步可重复以上步骤

如果有另外的载荷和频率范围（即另外的载荷步），重复3～6步。如果要做时间历程后处理（POST26），则一个载荷步和另一个载荷步的频率范围间不能存在重叠。

8．离开求解器

命令：FINISH。

GUI：ClosetheSolutionmenu。

;10.2.3观察模型（后处理）

谐响应分析的结果被保存到结构分析结果文件“Jobname.RST”中。如果结构定义了阻尼，响应将与载荷异步。所有结果将是复数形式的，并以实部和虚部存储。

通常可以用POST26和POST1观察结果。一般的处理顺序是首先用“POST26”找到临界强制频率：