动力学分析

动力学分析是用来确定惯性（质量效应）和阻尼起着重要作用时结构或构件动力学特性的技术。包括：振动特性、随时间变化载荷的效应、周期（振动）或随机载荷的效应。汽车的动力学分析包括整车和几大集成和零部件的动力学分析，用CAE软件来分析汽车各种重要动力学性能•常用的汽车动力学分析软件包括：ANSYS、LS-DYNA、ADAMS、Recurdyn、ABAQUS、Nastran等•分析内容•整车操纵稳定性分析•悬架系统动力学仿真•转向系统动力学仿真•发动机模态分析•连杆机构多体动力学分析•传动系动力学分析•刹车过程分析•轮胎滚动分析•等动力学分析分类•一、模态分析•二、谐响应分析•三、瞬态动力分析•四、谱分析•动力学分析分类•一、模态分析•定义：模态分析用于确定设计机构或机器部件的振动特性(固有频率和振型)，即结构的固有频率和振型，它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。•同时，也可以作为其他动力学分析问题的起点，例如瞬态动力学分析、谐响应分析和谱分析。其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谱响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程•典型的无阻尼模态分析求解的基本方程是经典的特征值问题：•二、谐响应分析•定义：任何持续的周期载荷将在结构系统中产生持续的周期响应(谐响应)。•谐响应分析是用于确定线性结构在承受随时间按正弦(简谐)规律变化的载荷时稳态响应的一种技术。分析的目的是计算出结构在几种频率下的响应并得到一些响应值(通常是位移)对频率的曲线。从这些曲线上可以找到“峰值”响应，并进一步观察峰值频率对应的应力。该技术只计算结构的稳态受迫振动，而不考虑发生在激励开始时的瞬态振动(见图10.1)。谐响应分析使设计人员能预测结构的持续动力特性，从而使设计人员能够验证其设计能否成功地克服共振、疲劳，及其它受迫振动引起地有害效果。•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，即使定义了也将被忽略。分析中可以包含非对称系统矩阵，如分析在流体——结构相互作用中问题。谐响应分析可以分析有预应力结构，如小提琴的弦。•三、瞬态动力分析•定义：瞬态动力学分析(亦称时间－历程分析)是用于确定承受任意的随时间变化载荷的结构的动力学响应的一种方法。•可以用瞬态动力学分析确定结构在静载荷，瞬态载荷，荷简谐载荷的随意组合作用下的随时间变化的位移，应变，应力和力。载荷和时间的相关性使得惯性力和阻尼作用比较重要。如果惯性力和阻尼作用不重要，就可以用静力学分析代替瞬态动力分析。•四、谱分析•定义：谱分析是一种将模态分析的结果与一个已知的谱联系起来计算模型的位移和应力的分析技术。•谱分析替代时间——历程分析，主要用于确定结构对随机载荷或随时间变化载荷(如地震、风载、海洋波浪、喷气发动机推力、火箭发动机振动等等)的动力响应情况。谱是谱值与频率的关系曲线，它反映了时间——历程载荷的强度和频率信息。•各类动力学分析的基本步骤：•一、模态分析的基本步骤•模态分析过程由四个主要步骤组成：•1．建模；•2．加载及求解；•3．扩展模态；•4．结果后处理。•二、谐响应分析的基本步骤：•完全法谐响应分析过程由三个主要步骤组成：•1．建模•2．加载及求解•3．结果后处理•三、瞬态动力学分析的基本步骤：•完全法瞬态动力学分析过程由三个主要步骤组成：•1．建模•2．加载及求解•3．结果后处理四、谱分析的基本步骤：