直接法分析瞬态响应,模态法分析瞬态响应

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Patran 学习笔记

第○章引言1.有限元FEM产品设计时，为使产品不会损坏，需要进行应力分析；为使产品不会屈曲，需要进行屈曲分析；为使产品不会疲劳破坏，应进行疲劳分析；为使产品不产生共振，需要进行振动分析；为使产品不产生大的变形，需要进行位移、挠度分析。

网格划分：模拟实际物体的几何形状单元属性：真正模拟物体的物理属性（要求解的也是物理量）约束和载荷：相当于“因“求解结果：由于“因”，通过系统产生的“果”。

2.Nastran分析功能Solution type：Normal modes正交模态分析Complex eigenvalue复特征值分析：直接法，模态法Frequency response频率响应分析：直接法，模态法Transient response瞬态响应分析：直接法，模态法Nonlinear transientImplicit nonlinearDDAM solution3.教程学习4.分析流程用MSC进行工程分析的一般流程是：建立分析模型→递交分析→后处理建立分析模型的过程如下图示：第一章基本操作1.视图和显示2.符号表示3.Group和List3.1Group组成：几何元素和单元元素目的：为了方便复杂的建模和后处理操作作用：操作大型模型时很有用，把一个模型分成几部分，进行编辑。

说明：（1）名字叫“default_group”的组是建立新的数据库时自动创建的，新生成的元素会自动放置在当前组中。

组在数据库中永久存在。

（2）Current group当前组：创建新的元素时放在此组中，每次只有一个组为当前组，当前组总是显示(posted)。

（3）Target group目标组：操作起作用的组。

（4）Posted group显示的组：组在视图窗口中显示，一个组可以张贴到多个视窗中，一个视窗可以张贴多个组。

（5）载荷, 边界条件, 坐标系, 场, 工况和结果不是组的成员。

（6）当前组总是显示。

选择Group/Post, 或在组窗口中将Action 设为Post，从而选择那些组被张贴到当前视窗中。

nastran 瞬态响应分析

nastran 瞬态响应分析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）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-Alpha Bathe）整理得到其中，（2）瞬态响应分析中的阻尼其中，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G E = 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)K E = 单元刚度矩阵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)f i(Hz)和g i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-set DOFs.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{u 1 }时需要的{u 0 }, {u -1 },{P 0 }, {P -1 }，所有点的初始加速度设置为０(t<0)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５直接瞬态响应与模态瞬态响应比较６瞬态响应求解控制例子１）DIRECT TRANSIENT RESPONSEINPUT FILEID SEMINAR, PROB4SOL 109TIME 30CENDTITLE= TRANSIENT RESOPONSE WITH TIME DEPENDENT PRESSURE AND POINT LOADS SUBTITLE= USE THE DIRECT METHODECHO= PUNCHSPC= 1SET 1= 11, 33, 55DISPLACEMENT= 1SUBCASE 1DLOAD= 700 $ SELECT TEMPORAL COMPONENT OF TRANSIENT LOADING LOADSET= 100 $ SELECT SPACIAL DISTRIBUTION OF TRANSIENT LOADING TSTEP= 100 $ SELECT INTERGRATION TIME STEPS$OUTPUT (XYPLOT)XGRID=YESYGRID=YESXTITLE = TIME (SEC)YTITLE- DISPLACEMENT RESPONSE AT CENTER TIPXYPLOT DISP RESONSE / 11(T3)YTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT CENTER TIPXYPLOT DISP RESPONSE / 33 (T3)YTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT OPPSITE CORNERXYPLOT DISP RESPONSE . 55 (T3)$BEGIN BULKPARAM, COUPMASS, 1PARAM, WTMASS, 0.00259$INCLUED ’plate.bdf’$$ SPECIFY STRUCTURAL DIAMPING$ 3 PERCENT AT 250 HZ. = 1571 RAD/SEC$PARAM, G, 0.06PARAM, W3, 1571.$$ APPLY UNTI PRESSURE LOAD TO PLATE$LSEQ, 100, 300, 400$PLOAD2, 400, 4., 4, THRU, 40$$ VARY PRESSURE LOAD (250HZ)$TLOAD2, 200, 300, , 0, 0., 8.E-3, 250., -90.$$ APPLY POINT LOAD OUT OF PAHSE WITH PRESSURE LOAD $TLOAD2, 500, 600, , 0, 0., 8.E-3, 250., -90.$DAREA, 600, 11, 3, 1.$$ COMBINE LOADS$DLOAD, 700, 1., 1., 200, 50., 500$$ SPECIFY INTERGRATION TIME STEPS$TSTEP, 100, 100, 4.0E-4, 1$ENDDATA结果2)）MODAL TRANSIENT RESPONSEINPUT FILEID SEMINAR, PROB4SOL 112TIME 30CENDTITLE = TRANSIENT RESPONSE WITH TIME DEPENDENT PRESSURE AND POINT LOADS SUBTITLE = USE THE MODAL METHODECHO = UNSORTEDSPC = 1SET 111 = 11, 33, 55DISPLACEMENT(SORT2) = 111SDAMPING = 100SUBCASE 1METHOD = 100DLOAD = 700LOADSET = 100TSTEP = 100$OUTPUT (XYPLOT)XGRID=YESYGRID=YESXTITLE= TIME (SEC)YTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT LOADED CORNERXYPLOT DISP RESPONSE / 11 (T3)YTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT TIP CENTERXYPLOT DISP RESPONSE / 33 (T3)YTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT OPPOSITE CORNERXYPLOT DISP RESPONSE / 55 (T3)$BEGIN BULKPARAM, COUPMASS, 1PARAM, WTMASS, 0.00259$$ PLATE MODEL DESCRIBED IN NORMAL MODES EXAMPLE PROBLEM$INCLUDE ’plate.bdf’$$ EIGENVALUE EXTRACTION PARAMETERS$EIGRL, 100, , ,5$$ SPECIFY MODAL DAMPING$TABDMP1, 100, CRIT,+, 0., .03, 10., .03, ENDT$$ APPLY UNIT PRESSURE LOAD TO PLATE$LSEQ, 100, 300, 400$PLOAD2, 400, 1., 1, THRU, 40$$ VARY PRESSURE LOAD (250 HZ)$TLOAD2, 200, 300, , 0, 0., 8.E-3, 250., -90. $$ APPLY POINT LOAD (250 HZ)$TLOAD2, 500, 600,610, 0, 0.0, 8.E-3, 250., -90. $DAREA, 600, 11, 3, 1.DELAY, 610, 11, 3, 0.004$$ COMBINE LOADS$DLOAD, 700, 1., 1., 200, 25., 500$$ SPECIFY INTERGRATION TIME STEPS$TSTEP, 100, 100, 4.0E-4, 1$ENDDATA。

NX-nastran-中的解算方案类型总结

NX nastran中的分析种类（解算方案类型总结）（1）静力分析静力分析是工程结构设计人员使用最为频繁的分析手段，主要用来求解结构在与时间无关或时间作用效果可忽略的静力载荷（如集中载荷、分布载荷、温度载荷、强制位移、惯性载荷等）作用下的响应、得出所需的节点位移、节点力、约束反力、单元内力、单元应力、应变能等。

该分析同时还提供结构的重量和重心数据。

（2）屈曲分析屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷，NX Nastran中的屈曲分析包括两类：线性屈曲分析和非线性屈曲分析。

（3）动力学分析NX Nastran在结构动力学分析中有非常多的技术特点，具有其他有限元分析软件所无法比拟的强大分析功能。

结构动力分析不同于静力分析，常用来确定时变载荷对整个结构或部件的影响，同时还要考虑阻尼及惯性效应的作用。

NX Nastran的主要动力学分析功能：如特征模态分析、直接复特征值分析、直接瞬态响应分析、模态瞬态响应分析、响应谱分析、模态复特征值分析、直接频率响应分析、模态频率响应分析、非线性瞬态分析、模态综合、动力灵敏度分析等可简述如下：❑正则模态分析正则模态分析用于求解结构的固有频率和相应的振动模态，计算广义质量，正则化模态节点位移，约束力和正则化的单元力及应力，并可同时考虑刚体模态。

❑复特征值分析复特征值分析主要用于求解具有阻尼效应的结构特征值和振型，分析过程与实特征值分析类似。

此外Nastran的复特征值计算还可考虑阻尼、质量及刚度矩阵的非对称性。

❑瞬态响应分析（时间-历程分析）瞬态响应分析在时域内计算结构在随时间变化的载荷作用下的动力响应，分为直接瞬态响应分析和模态瞬态响应分析。

两种方法均可考虑刚体位移作用。

直接瞬态响应分析该分析给出一个结构随时间变化的载荷的响应。

结构可以同时具有粘性阻尼和结构阻尼。

该分析在节点自由度上直接形成耦合的微分方程并对这些方程进行数值积分，直接瞬态响应分析求出随时间变化的位移、速度、加速度和约束力以及单元应力。

结构动力学试题及答案

结构动力学试题及答案（本文按试题和答案格式进行编写）试题一：1. 请问什么是结构动力学？2. 简述结构动力学的研究对象和主要内容。

3. 结构动力学分析常用的方法有哪些？4. 结构动力学分析中常用的数学模型有哪些？5. 结构动力学的应用领域有哪些？答案一：1. 结构动力学是研究结构在外力作用下的动态响应及其稳定性的学科。

2. 结构动力学的研究对象是各种工程结构，主要内容包括结构的振动、冲击响应、瞬态响应和稳态响应等。

3. 结构动力学分析常用的方法有模态分析法、频率响应分析法、时程分析法等。

4. 结构动力学分析中常用的数学模型有单自由度体系、多自由度体系、连续体系等。

5. 结构动力学的应用领域广泛，包括建筑结构工程、桥梁工程、风力发电机组、地震工程等。

试题二：1. 结构动力学分析中，模态分析的基本原理是什么？2. 简述模态分析的步骤和计算方法。

3. 常用的模态分析软件有哪些？4. 请问什么是结构的固有频率和阻尼比？5. 结构的模态振型对结构动力响应有什么影响？答案二：1. 模态分析是基于结构的振动特性，通过求解结构的固有频率、模态振型和阻尼比等参数，来研究结构的动力响应。

2. 模态分析的步骤包括建立结构有限元模型、求解结构的固有频率和模态振型、计算结构的阻尼比等。

常用的计算方法有有限元法、拉普拉斯变换法等。

3. 常用的模态分析软件有ANSYS、ABAQUS、MSC.NASTRAN等。

4. 结构的固有频率是结构在无外力作用下自由振动的频率，阻尼比是结构振动过程中能量耗散的程度。

5. 结构的模态振型对结构动力响应有很大影响，不同的模态振型会导致不同的振动特性和反应。

试题三：1. 结构动力学分析中，频率响应分析的基本原理是什么？2. 简述频率响应分析的步骤和计算方法。

3. 频率响应分析和模态分析有什么区别？4. 结构的频率响应函数和传递函数有什么区别？5. 频率响应分析在结构设计中的应用有哪些？答案三：1. 频率响应分析是研究结构在单频激励下的响应特性，通过求解结构的频率响应函数，来获得结构的响应。

直接法分析瞬态响应,模态法分析瞬态响应

直接法分析瞬态响应，模态法分析瞬态响应1.问题提出平板如图1所示，分别用直接法和模态法分析平板的瞬态响应，得到一些特殊点的位移时间图像，进行对比分析，得出自己的结论。

2.建模说明平板长度为5in，宽度为2in，厚度为0.1in。

总共划分了10*4=40个单元进行分析。

对平板左端进行固定约束。

在平板右下角的点施加沿z轴正方向，大小为25Ib的力；在平板板面上施加沿z轴正方向，大小为1psi的均布力。

情况如图2所示：材料属性如图3所示：其他说明：均布载荷和集中载荷的频率都是250HZ，时间为0~0.008s，阻尼比0.3（为了使瞬态响应的变化更加明显，阻尼比取值应当稍大一些），分析步长0.0004in，步长数100个，总共0.04in。

集中力和分布力的函数图像如图4所示：其中绿色为分布力，红色为集中力。

3.分析过程（1）用直接法分析瞬态响应：取施加集中力的点为分析点，如图5所示：取平板中心点分析，如图6所示经过对比得到：两者振动趋势是基本相同的。

在0.008s之前，系统处于受迫振动，在受力状态下，两者的位移幅值较大，在0.008s之后，没有力的作用，系统处于自由振动状态，由于阻尼存在，振动幅值逐渐减小，两点的振动情况从图上看均符合。

集中力点的最大位移为-0.195in，中心点最大位移为0.072in，由于受到集中力的作用，所以集中力点处的位移变化比中心点大，但最后都趋向于零。

（2）用模态法分析瞬态响应：取施加集中力的点为分析点，如图7所示：取平板中心点分析，如图8所示经过对比得到：两者振动趋势是基本相同的。

集中力点的最大位移为-0.115in，中心点最大位移为0.041in，由于受到集中力的作用，所以集中力点处的位移变化比中心点大，但最后都趋向于零。

理论力学中的力学系统动力学响应分析

理论力学中的力学系统动力学响应分析随着科学技术的不断发展，力学系统动力学响应分析在理论力学中扮演着至关重要的角色。

力学系统动力学响应分析旨在研究力学系统在受到外部激励或内部扰动时的响应特性，通过分析系统的运动、应变、位移等参数的变化，以揭示力学系统的性能和行为。

I. 力学系统的动力学模型在进行力学系统动力学响应分析之前，首先需要建立力学系统的动力学模型。

一个力学系统的动力学模型是通过描述系统内部元件之间的相互作用以及系统受到的外力而得到的。

动力学模型可以采用不同的数学描述方法，如常微分方程、偏微分方程或差分方程等，并可以采用连续介质力学、刚体力学、有限元方法等不同的分析工具。

II. 动力学方程的建立建立力学系统的动力学模型后，下一步是利用物理原理和数学方法推导出系统的动力学方程。

动力学方程是描述系统运动规律和受力情况的关键方程，可以通过拉格朗日方程、哈密顿方程、牛顿第二定律等经典力学原理得到。

根据系统的特点和需要，可以选择适合的动力学方程，从而进行系统的动力学响应分析。

III. 动力学响应的分析方法针对不同的力学系统和预期的研究目标，有多种方法可用于分析系统的动力学响应。

以下是一些常用的分析方法：1. 频域分析：通过将信号分解为不同频率的成分来研究系统的频率响应特性。

频域分析方法包括傅里叶变换、功率谱密度分析等，可以揭示系统的共振现象、频率响应特性等。

2. 时域分析：考虑时间因素，通过观察系统的运动轨迹和变化趋势来分析系统的动力学响应。

时域分析方法包括积分法、微分方程求解等，可以研究系统的瞬态响应和稳态响应等。

3. 模态分析：通过求解系统的固有频率和振型来研究系统的动力学响应。

模态分析方法包括模态分解、模态叠加等，可以分析系统的振动模态、振型图等。

IV. 数值模拟与实验验证除了传统的分析方法，如频域分析和时域分析，现代科学技术的进步也使得数值模拟和实验验证成为力学系统动力学响应分析的重要手段。

通过建立系统的数值模型，并利用计算机仿真软件进行数值模拟，可以获得系统的详细响应信息。

Sec09_瞬态响应

NAS122, Section 9, March 2011 Copyright 2011 MSC.Software Corporation
S9-10
案例分析:直接瞬态响应分析
NAS122, Section 9, March 2011 Copyright 2011 MSC.Software Corporation
t t time
S9-4
直接瞬态响应分析（续）
● 应用中心差分求积分
● 平均处理相邻三个时间点内力和应用力
NAS122, Section 9, March 2011 Copyright 2011 MSC.Software Corporation
p t
时间平均
t t
S9-5
直接瞬态响应分析（续）
● 分析 t-s
● 分析持续时间控制，分析持续时间应该能够有效地保证响应已经达到一个稳态或者衰减到一种可以遇见的形式。
● 对于冲击和其它短时间周期过程，载荷持续时间在0.01ms 到10ms 之间。系统振荡或者衰减时间依赖于结构振动频率和阻尼。如果分析总体时间是100ms、关心结构的最高频率是200 Hz ，我们至少需要的时间为：0.1 sec * 200 cyc/sec) * 5 steps/cyc = 100 时间步，步长为1ms。
● 时间步长应该小到能够充分的捕捉关心的结构最高频率的响应，例如，如果关心频率是100Hz ，每个时间周期是0.01s(10ms)，最少需要5个时间步来捕捉结构响应，因此，Tt =0.002s (2ms)。更优的选择是每个周期有10个时间步。
● 输入载荷的精度也相似的依赖与时间步长的选取，例如，一个包含最高频率 1000Hz 的载荷至少需要的输入时间步长为：t 0.0002s (0.2ms）。

系统的瞬态响应资料课件

信号去噪
瞬态响应还可以用于信号去噪，通过分析信号的瞬态特征，可以识别出噪声成分，从而进行有效的去噪处理。
在通信系统中的应用
01
调制解调
通信系统的调制解调过程中，瞬态响应用于实现信号的调制和解调，以
实现信号的传输和处理。
02
信号同步
在通信系统中，瞬态响应用于信号的同步处理，通过对接收到的信号进
行瞬态特征分析，可以实现信号的快速同步和稳定传输。
实时仿真技术
发展高精度、高效率的实时仿真技术，以模拟和预测系统的瞬态响应，为系统的设计和优化提供有力支持。
多学科协同仿真技术
结合多学科知识，发展协同仿真技术，以实现多物理场、多尺度、多目标优化的系统瞬态响应仿真。
THANKS
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鲁棒性分析
通过比较不同系统在瞬态响应下的性能差异，可以对系统的鲁棒性进行分析，从而优化系统设计。
在信号处理中的应用
信号滤波
瞬态响应在信号处理中可用于实现信号滤波，通过设计适当的滤波器，可以提取出所需频率范围的信号，抑制噪声和干扰。
信号识别
瞬态响应可以用于信号的识别和分类，通过分析信号的瞬态特征，可以对信号进行分类和识别，这在语音识别、图像识别等领域有广泛应用。
特点
瞬态响应具有非线性和时变性的特点，其表现形式包括幅度响应、相位响应和频率响应等。
瞬态响应的重要性
保证系统稳定性
瞬态响应的好坏直接影响到系统的稳定性，如果瞬态响应不良，可能导致系统失稳。
提高系统性能
良好的瞬态响应可以提高系统的性能，如快速跟踪ห้องสมุดไป่ตู้减小超调和震荡等。
保护系统元件
瞬态响应不良可能对系统元件造成过大的冲击，影响其寿命和可靠性。

23_UG响应仿真SOL109应用V1_沈春根

此为连续规律的数据
此为不连续或者离散规律的数据
2.7 解算方案重命名、编辑修改阻尼值（可选）
解算方案可以重命名；编辑它即可修改阻尼大小；
编辑子工况，即可修改时间步参数！
3.1、求解并查看结果
30步
3.2、新建图表，查看A点应力响应
在0.05s时该点的应力值达到最大；在0.25s时该点的应力值趋于0；
4.3、模态法瞬态响应与直接法瞬态响应的应用场合
材料steel；厚度2mm；
该B点的位移响应？
求解A、B两点应力和位移在0.3S的时间历程（输出响应）！
1.2、直接瞬态响应分析的条件和要求2
时间 /S
0 0.05 0.1 0.2
力 /N
0 10 1 0
阻尼
0 0.04 0.04 0
2.0、直接瞬态响应分析的主要流程
建立FEM、SIM文件；
目录
直接瞬态响应实例的条件和要求；直接瞬态实例的步骤和参数设置；直接瞬态响应实例的结果和评价；直接瞬态响应实例的补充和说明；
1.1、直接瞬态响应实例的条件和要求1
此棱边固定模型的结构阻尼值，具体见下页：棱边Z向，承受一个瞬间冲击力，具体见下页
该A点的应力响应？
2.1、建立fem、sim和SOL103实特征值解算方案
所需模态数量：6
2.2、查看模态振型和前6阶固有频率大小
2.3、新建SOL109方案、解算步骤、定义阻尼值
2.4 设置时间步，并添加到列表中
观察时间定义为0.3S。
2.5、施加约束
此棱边全固定
2.6、施加瞬态力载荷（表格式数据）
42说明拓展2在掌握本仿真操作流程的基础上可以改变力包括力函数时间包括时间步参数阻尼大小包括函数阻尼等变量来研究上述变量的变化对输出响应变形和应力的影响规律

直接瞬态响应分析

振型示意图直接瞬态响应分析分析原理瞬态响应是在时域内，模型受到随时间变化的载荷的作用，计算模型节点的响应。

瞬态响应分为直接瞬态响应和模态瞬态响应，直接瞬态响应是在时间域内直接进行积分运算，而模态瞬态响应是将模型的模态进行线性叠加而得到的响应，对于大模型来说，模态响应计算的速度较快。

问题描述F 面对该结构件进行响应计算。

边界条件节点377处受到频率为 200Hz 力F=1000sin(360*200*t)mN 的作用。

材料参数构件为铁材，件厚为 0.2mm 。

分析结果节点377在动态载荷下的位移响应tyrpe: _▼! trotnsient(diredO 厂MPC 臣 TSTEP 厂 STATSUB (PRELOSSj TLOAD 动态载荷设置 P(t)=A*F(t- TEXCITE ID 1 [DELAY)[TVPEJ TC [USO] [VSO]TLO>D1 1 2 LOAD P Ad44t CartWflfr*iiizl 厂 DEUiY_OPTM)NDAREA 定义A C1XX 1DAREA 2 3 7 7 3 - 1 0 0 D . 00TABLED2定义时间变化的载荷TABLED2约束点376卡片控制:Load step (case )riarne 片SPC pDLOADJ r |oTaoo |b ooo <5)y(5) |? 5#-0 3 |b . fOO JFTos fmUs&i Comis ▼| PoM&1 E*pod _ |TABLE Df_NUM* I~ 0 ODDyf)琲)TWSOL 求解卡片设置（直接瞬态响应分析）Is 01 II 0 9Usvr ▼ Da NM Export | AAtdyiiBTIME 求解时长设置PARAM 输出文件设置PA PAM AUTOSPC VI YES | PARAM G, \ OTZOO(POST V1 ]POST , r PARAM VALUE?VAUUE1 CASE_UNSUPPORTED_CARDSGLOBAL OUTPUT REQUEST 输出数据控制TRAIHf jpRTi|. PLOT JBER ]” £0创£他・負LL 彳 ACCELERATION -PSORT*JO p FOHMA1T 厂 FORM 厂 FUWJOOM r RANDOM FORMAT 厂CID AhCCELERATl ONt S0RT1J D I SPLACEMEMT[ SOPTlJ. PLOT A.QT l) - ALLSTRESS [ SORT! | PLOT ] OORNEqU ・ ALL PLOT I ) ■ ALL SP CFORCE S ( SORTl|rPLOT AL L。

nastran动力学培训

四、强迫运动
用于分析带有地基加速度、位移和速度的输入的受约束结构。直接指定法例：一端固支的矩形结构，在地基上受到沿Z方向频率为 250HZ的单位正弦脉冲加速度作用，使用直接方法，确定该结构的瞬态响应。在地基上施加1000lb的大质量，使用的结构阻尼系数：g=0.06，并将此阻尼转化为在250HZ下的等效粘性阻尼。
动力学培训内容介绍
1.模态分析 2.瞬态响应分析 3.频率响应分析 4.强迫运动 5.随机响应分析
结构动力学分析
一、模态分析求解器：103 质量矩阵形式：MSC认为耦合质量比集中质量更精确，在动力分析里出于对计算速度的考虑，更倾向于使用集中质量。使用方法：用PARAM，COUPMASS，1选择耦合质量；缺省为集中质量。求解方法：推荐的Lanczos方法。 EIGRL卡片
（续）
激励的定义：与瞬态响应中TLOAD对应，在频率响应中为RLOAD。其中RLOAD1是按照实部与虚部的形式来定义频变载荷；RLOAD2按幅值和相位的形式来定义频变载荷。几点考虑：如果激励的最高频率比系统的最低谐振频率小得多，那么使用静态分析就足够了；阻尼很小的结构在激励频率接近于谐振频率的时候，会表现出很大的动力响应。在这样的问题中，模型上一个小的改动（或仅换一台电脑来计算）都可能产生响应的明显变化；如果希望对峰值响应进行充分的预测，必须使用足够好的频率步长（Δ f）。对每个半能带宽至少使用5个点。
（续）
SOL 109 TIME 30 CEND TITLE = TRANSIENT RESPONSE WITH BASE EXCITATION SUBTITLE = USING DIRECT TRANSIENT METHOD, NO REDUCTION ECHO = UNSORTED SPC = 200 SET 111 = 23, 33 DISPLACEMENT (SORT2) = 111 VELOCITY (SORT2) = 111 ACCELERATION (SORT2) = 111 SUBCASE 1 DLOAD = 500 TSTEP = 100 $

预载荷(static pre-load)作用下的动力学分析

很多情况下，在计算动力学分析的时候需要考虑稳态静载荷（预载荷）的作用，主要是考虑静载荷引起的微分刚度的影响，然后使用新的刚度矩阵来进行后续的动力学分析。

比如，研究桥梁等的动力学分析时，由于其结构比较庞大，自重是必须要考虑的因素，此时的自重就是恒定的静载荷，在做动力学分析时就必须要同时考虑静载荷和动态激励的影响。

对于此类问题，Nastran有比较好的解决方法，此处分别对瞬态响应分析与频率响应分析的分析方法进行说明，由于动力学分析分为直接法和模态法，本文以模态法为例，其他方法，请自行设置。

本文选取一端固支的板100x50mm为例分别对瞬态响应分析以及频率响应分析的过程进行说明。

静载工况：左端完全约束，右端每个节点都受到100N，沿X正向的力。

1.模态法的瞬态响应分析。

此时的动载工况：左端完全约束，整个面板受到随时间变化的压力。

1-1只考虑动载的作用分析设置参考如下：观察最终的分析结果，选取node 43在Z方向上的位移值。

1-2同时考虑静载荷与动载荷的作用分析设置参考如下：需注意，此时，需两个工况，第一个工况进行静力学分析，第二个工况进行动力学分析，在动力学分析工况中使用STATSUB卡片将静载荷引起的刚度影响结果引入到动力学分析中使用。

另外，如果在动力学分析中使用LSEQ卡片，需要注意，将LOADSET卡片放置在相应的动力学分析工况中。

观察最终的分析结果，选取node 43在Z方向上的位移值。

对比以上的分析结果，可以明显的看到，在考虑了静载荷影响之后，分析结果发生了明显的变化。

2.模态法的频率响应分析。

此时的动载工况：左端完全约束，整个面板受到随频率变化的压力（0HZ，为0；0.1HZ~1000HZ，为1），右端所以节点受到随频率变化的力（0HZ，为1；0.1HZ~1000HZ，为0）。

2-1只考虑动载荷的作用分析设置参考如下：观察最终的分析结果，选取node 43在Z方向上的位移值。

此时，最大的响应值出现在频率256.3Hz处，为55356。

OptiStruct结构分析与工程应用

4.1自由振动
4.3多自由度系统动力学
5.1实模态分析
5.2特征值解法 EIGRL/EIGRA
5.3复模态分析 EIGC
5.4分析实例
6.1瞬态激励的形式
6.2直接法瞬态响应分析
6.3模态法瞬态响应分析
6.4卡片说明
6.5输出控制
6.6实例：铁塔的地震激励响应
1
7.1频域激励的形式
24.3焊接疲劳分析实例
25.1瞬态疲劳 25.2扫频疲劳
25.3随机振动疲劳
25.4振动疲劳分析实例
26.2硬件资源
26.1高性能计算相关术语
26.3软件算法
26.4内存管理
26.5 HPC最佳实践
A.1第27章结构热传导分析
A.2第28章多物理场耦合分析
作者介绍
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22.5高周疲劳卡片
22.6高周疲劳分析实例
23.2循环载荷下的应力应变曲线
23.1单调载荷下的应力应变曲线
23.3滞回曲线
1
23.4应变疲劳 EN曲线
2
23.5单轴疲劳分析
3
23.6多轴疲劳分析
4
23.7低周疲劳卡片
5
23.8低周疲劳分析实例
24.2焊缝疲劳分析
24.1焊点疲劳分析
16.6非线性连接
16.7材料非线性分析实例
1
17.1非线性屈曲分析
2
17.2初始缺陷的引入
3
17.3依赖于变形的载荷
4
17.4卡片说明
5 17.5实例：拱

常用CAE分析类型

常用CAE分析类型作者：冒小萍审校：顾伯达适用版本：所有CAE软件CAE分析时根据结构实际工况准确判断分析类型至关重要，根据分析类型我们决定采用何种分析软件进行分析求解更合理。

如果分析类型判断不准确，或者由于软件功能限制不能完成某种分析类型而做过多的简化，分析的结果是不可靠的，对实际工程项目没有多少参考价值。

目前我们常用的结构分析类型主要有以下几种：1．线性结构静力分析结构线性静力分析是结构设计与强度校核的基础，主要是计算在固定不变的载荷作用下（包含由定常加速度引起的平衡惯性载荷）结构的响应（位移、应力、应变和力），不考虑惯性和阻尼的影响；固定不变的载荷和响应是一种假定，即假定载荷和结构的响应随时间的变化非常缓慢。

结构线性静力分析中，假定结构中的工作应力小于结构材料的屈服应力，因此应力应变关系服从虎克定理，具有线性关系．同时结构的变形（位移）相对结构的总体尺寸来说，又是很小的，所以问题可以用线性方程计算．从应用的角度看，多数情况下，结构的线性分析是评估很多结构设计问题的最有效的方法．2．模态分析结构的模态分析是结构动力分析的基础。

模态也就是结构产生自由振动时的振动形态，也称为振型．每一个自由振动的固有频率都对应一个振型，一般说系统有多少自由度就有多少个固有频率。

实际的分析对象是连续体，具有无限多的自由度，所以其模态具有无穷阶，要求用弹性动力学的偏微分方程解决，因为实际结构的复杂性，一般无法得到封闭解，通常都是用近似的方法来求解．有限单元法就是一种常用的近似方法，可以比较正确的计算出足够多的结构振动模态．有限元中模态分析的本质是求方程的特征值问题，所分析的结构振动模态的“阶数” 就是指要求的对应数学方程的特征值的个数。

将特征值从小到大排列就是阶次。

模态分析的目标是确定系统的模态参数，即系统的各阶固有频率和振型，为结构系统的动力特性分析和优化设计提供依据。

屈曲分析在通常的结构分析中，结构处于一个稳定平衡的状态。