您好,欢迎访问三七文档
第七章瞬态响应分析7.1概述(1)计算时变激励的响应(2)激励在时间域中显式定义,所有作用的力在每时间点给定(3)计算的响应通常包括节点位移、速度、加速度、单元力和应力(4)计算瞬态响应有直接法(Direct)和模态法(modal)7.2直接瞬态响应分析(1)过程动力学方程对固定时间段求出离散点的响应,用中心差分法使用Newmark-Beta方法转化为(可以选择Willson-Theta法、Hughes-AlphaBathe)整理得到其中,(2)瞬态响应分析中的阻尼其中,瞬态响应分析中的不允许复系数,因此结构阻尼转化为等效粘性阻尼进行计算W3,W4的缺省为0,这时不计阻尼7.3模态瞬态响应分析(1)过程物理坐标与模态坐标变化无阻尼的动力学方程B1=阻尼单元(VISC,DAMP)+B2GGB2=B2PP直接输入矩阵+传递函数G=整体结构阻尼系数(PARAM,G)W3=感兴趣的整体结构阻尼转化为频率-弧度/秒(PARAM,W3)K1=整体刚度矩阵GE=单元结构阻尼系数(GE在MATi卡中定义)W4=感兴趣的单元结构阻尼转化为频率-弧度/秒(PARAM,W4)KE=单元刚度矩阵变换得到其中,解耦得到单自由度系统方程其中,当存在阻尼时其中,(2)模态瞬态响应分析中的阻尼使用模态阻尼,每阶模态都存在阻尼,方程变为解耦的方程或其中,利用Duhamel积分得到(3)Nastran中模态瞬态响应分析阻尼的输入a)TABDMP1卡用SDAMPING=ID情况控制卡选择b)fi(Hz)和gi为频率和阻尼值,用线性内插值给定点间的频率,用线性外插值给定端点外的频率;如:c)定义非模态阻尼(4)模态瞬态响应分析数据的提取a)物理响应为模态响应的叠加b)计算量一般不如直接法大c)不必输出每个时间步的值(5)模态截断原因:a)不需要所有模态,仅须很少的低阶模态就可以得到满意的响应b)用PARAM,LFREQ给出保留模态的频率下界c)PARAM,HFREQ给出保留模态的频率上界d)PARAM,LMODES给出保留模态的最小数目e)截断高频模态即截断了高频响应7.4瞬态激励力定义为时间的函数Nastran中定义方法1)时变载荷a)TLOAD1定义的载荷其中,b)TLOAD2定义的载荷2)TLOAD1卡片其中,a)DELAY定义自由度及时间延迟量b)TABLEDi定义时间和力对c)由DLOAD情况控制卡选择d)TYPE定义为3)TLOAD2卡片其中,该卡片由情况控制卡DLOAD选取4)载荷的组合其中,注:a)TLOAD1和TLOAD2标号唯一b)用DLOAD组合TLOADsc)由情况控制卡DLOAD选取5)DAREA卡定义动态载荷作用的自由度,与其他卡片关系DAREA例子6)SLEQ卡片将静态载荷用为动态载荷由情况控制卡LOADSET选取包括含一个DAREA卡片,与其他卡片关系LSEQ例子7)初始条件a)瞬态响应分析中,初始位移与初始速度由TIC数据卡定义,在模态响应分析中无效b)由IC情况控制卡片选择c)未被约束的自由度为0d)由一个A-setDOFs.给定e)初始条件仅须在直接瞬态响应中给定,模态瞬态响应中为0f)初始条件用于计算{u1}时需要的{u0},{u-1},{P0},{P-1},所有点的初始加速度设置为0(t0)建议对任何类型的动态激励至少取一个时间步为0g)TIC卡定义初始条件其中,8)TSTEP卡a)定义直接瞬态响应和模态瞬态响应分析中的积分时间步长b)积分误差随频率的增加而增加c)建议在响应的一个周期内至少取8个时间步d)TSTEP控制求解和输出,由情况控制卡TSTEP选取e)积分的代价与步长成正比f)对低频(长周期)响应用自适应方法更有效g)计算中可以改变积分步长,这时h)TSTEP卡片7.5直接瞬态响应与模态瞬态响应比较7.6瞬态响应求解控制例子1)DIRECTTRANSIENTRESPONSEINPUTFILEIDSEMINAR,PROB4SOL109TIME30CENDTITLE=TRANSIENTRESOPONSEWITHTIMEDEPENDENTPRESSUREANDPOINTLOADSSUBTITLE=USETHEDIRECTMETHODECHO=PUNCHSPC=1SET1=11,33,55DISPLACEMENT=1SUBCASE1DLOAD=700$SELECTTEMPORALCOMPONENTOFTRANSIENTLOADINGLOADSET=100$SELECTSPACIALDISTRIBUTIONOFTRANSIENTLOADINGTSTEP=100$SELECTINTERGRATIONTIMESTEPS$OUTPUT(XYPLOT)XGRID=YESYGRID=YESXTITLE=TIME(SEC)YTITLE-DISPLACEMENTRESPONSEATCENTERTIPXYPLOTDISPRESONSE/11(T3)YTITLE=DISPLACEMENTRESPONSEATCENTERTIPXYPLOTDISPRESPONSE/33(T3)YTITLE=DISPLACEMENTRESPONSEATOPPSITECORNERXYPLOTDISPRESPONSE.55(T3)$BEGINBULKPARAM,COUPMASS,1PARAM,WTMASS,0.00259$INCLUED’plate.bdf’$$SPECIFYSTRUCTURALDIAMPING$3PERCENTAT250HZ.=1571RAD/SEC$PARAM,G,0.06PARAM,W3,1571.$$APPLYUNTIPRESSURELOADTOPLATE$LSEQ,100,300,400$PLOAD2,400,4.,4,THRU,40$$VARYPRESSURELOAD(250HZ)$TLOAD2,200,300,,0,0.,8.E-3,250.,-90.$$APPLYPOINTLOADOUTOFPAHSEWITHPRESSURELOAD$TLOAD2,500,600,,0,0.,8.E-3,250.,-90.$DAREA,600,11,3,1.$$COMBINELOADS$DLOAD,700,1.,1.,200,50.,500$$SPECIFYINTERGRATIONTIMESTEPS$TSTEP,100,100,4.0E-4,1$ENDDATA结果2))MODALTRANSIENTRESPONSEINPUTFILEIDSEMINAR,PROB4SOL112TIME30CENDTITLE=TRANSIENTRESPONSEWITHTIMEDEPENDENTPRESSUREANDPOINTLOADSSUBTITLE=USETHEMODALMETHODECHO=UNSORTEDSPC=1SET111=11,33,55DISPLACEMENT(SORT2)=111SDAMPING=100SUBCASE1METHOD=100DLOAD=700LOADSET=100TSTEP=100$OUTPUT(XYPLOT)XGRID=YESYGRID=YESXTITLE=TIME(SEC)YTITLE=DISPLACEMENTRESPONSEATLOADEDCORNERXYPLOTDISPRESPONSE/11(T3)YTITLE=DISPLACEMENTRESPONSEATTIPCENTERXYPLOTDISPRESPONSE/33(T3)YTITLE=DISPLACEMENTRESPONSEATOPPOSITECORNERXYPLOTDISPRESPONSE/55(T3)$BEGINBULKPARAM,COUPMASS,1PARAM,WTMASS,0.00259$$PLATEMODELDESCRIBEDINNORMALMODESEXAMPLEPROBLEM$INCLUDE’plate.bdf’$$EIGENVALUEEXTRACTIONPARAMETERS$EIGRL,100,,,5$$SPECIFYMODALDAMPING$TABDMP1,100,CRIT,+,0.,.03,10.,.03,ENDT$$APPLYUNITPRESSURELOADTOPLATE$LSEQ,100,300,400$PLOAD2,400,1.,1,THRU,40$$VARYPRESSURELOAD(250HZ)$TLOAD2,200,300,,0,0.,8.E-3,250.,-90.$$APPLYPOINTLOAD(250HZ)$TLOAD2,500,600,610,0,0.0,8.E-3,250.,-90.$DAREA,600,11,3,1.DELAY,610,11,3,0.004$$COMBINELOADS$DLOAD,700,1.,1.,200,25.,500$$SPECIFYINTERGRATIONTIMESTEPS$TSTEP,100,100,4.0E-4,1$ENDDATA
本文标题:第7章瞬态响应分析
链接地址:https://www.777doc.com/doc-2198506 .html