ANSYS模态叠加

M6-18
模态叠加
施加载荷并求解（接上页）
瞬态分析中的初始静态解 • 在模态叠加法瞬态分析中的初始静态解（时间=0）通常是一个静态 解（使用波前求解器） • 对大模型需花很长的时间和磁盘空间 • 为了避免发生这种情况（并且得到 {U}t=0 = {0}）, 在时间步 = 0时不 要施加任何载荷
M6-19
• •
M6-3
模态叠加 定义和目的 （接上页）
模态叠加法
+ 运动方程是去耦的,求解速度很快
+ 当仅需少量模态来描述响应时有效 直接积分法 – 完全耦合的运动方程,求解很费时间 + 对大多数问题都有效
± 需要模态解中的特征向量
± 不需要特征向量然而大多数动力分析是 从模态求解开始的
+ 在瞬态分析中允许有非线性性质 + 决定积分时间步长 Dt比决定要叠加的模 态个数更为容易
M6-10
模态叠加
获得模态解的命令 （接上页）
DK,… DL,… DA, SFL,… SFA,… BFK,… BFL,… BFA,… BFV,… SOLVE
M6-11
! 或 D 或 DSYM
! 或 SF 或 SFE
! 或 BF 或 BFE
模态叠加
转换成谐分析或瞬态分析
建模 获得模态解 进行谐分析或瞬态分析 • 退出并重新进入求解器 • 新分析：谐分析或瞬态分析 • 分析选项： 下面讨论 • 阻尼：下面讨论 典型命令：
典型命令：
ALPHAD,… BETAD,… DMPRAT,… MDAMP,
M6-15
! 或MP,DAMP,
模态叠加
施加载荷并求解
建模 获得模态解 转换成谐分析和瞬态分析 施加载荷并求解 • 只能施加力和加速度载荷，不能施加位移载荷 • 来自模态分析的载荷矢量 （后面讨论） • 在瞬态分析中用于初始静态求解的条件 （后面讨论） • 在整个瞬态分析中的积分时间步长是恒定的 • 开始求解计算 （SOLVE）
•典型命令： /SOLU ANTYPE,MODAL,NEW
MODOPT,…
MXPAND,
M6-9
模态叠加
获得模态解 （接上页）
• 载荷和约束条件： – 在这一步中必须施加所有的位移约束,位移约束值只能为零,非零值是不 允许的 – 如果谐分析和瞬态分析中要施加单元载荷（如压力温度和加速度等） 时,它们必须在这一步中定义 – 求解器忽略模态求解中 的载荷,但是将载荷向量 写入 . mode文件
M6-6
建模的典型命令流(接上页)
/PREP7 ET，... MP，EX，... MP，DENS，… ! 建立几何模型 … ! 划分网格 …
M6-7
模态叠加
获得模态解
建模 获得模态解 • 与模态分析步骤相同 • 有少量差别,将在后面讨论
M6-8
模态叠加
获得模态解 （接上页）
• 提取模型： – 只有 Block Lanczos法, 子空间法, 或缩减法是有效的方法 – 提取可能对动力学响应有影响的所有模态 – 模态扩展在查看模态振型时是必要的,但在进行模态叠加求解时 并不需要
M6-16
模态叠加
施加载荷并求解命令(接上页)
• 谐响应载荷定义命令： FK,… !或F ACEL,… LVSCALE,… HARFRQ,… ! 谐响应频率范围 NSUBST,… ! 在频率范围内的求解数目 KBC,1 ! 典型的阶梯载荷
M6-17
模态叠加
施加载荷并求解（接上页）
载荷矢量 • 在模态叠加分析中，载荷矢量是施 加单元载荷（压力、加速度和温度 ）的一种方法 • 它是根据模态分析所规定的载荷由 模态求解计算出来的 • 施加载荷矢量时可以带有比例因子 （缺省值为 10）
FINISH /SOLU ANTYPE,HARMIC ! 或ANTYPE,TRANS
M6-12
模态叠加
转换成谐分析或瞬态分析（接上页）
分析选项 – 除以下几点外均类同于完全谐分析或瞬态分析： • 求解方法： 模态叠加法 • 最大模态序号： 用于求解的最大模态序号,缺省值为扩展的最高模态序号 • 最小模态序号： 最低模态序号,缺省值为1 • 对于谐分析还有下列选项： – 求解的聚类选项用以形成平滑的响应曲线 – 用于打印每个频率的模态模态参与量的选项
ANSYS模态叠加
第六章：模态叠加
第一节：定义模态叠加 第二节：学习如何使用模态叠加的方法 第三节：模态叠加实例
M6-2
模态叠加
第一节：定义和目的
• 模态叠加是用于瞬态分析和谐分析的一种求解技术模态叠加是将从 模态分析中得到各个振型分别乘以系数后叠加起来以计算动力学响 应 它是一个用来求解线性动力学问题的快速、有效的方法 另一种可选用的方法是直接积分方法，这种方法需要较多的时间下 面来比较这两种方法
– 只用于线性分析,不能有非线性性质 – 决定要使用多少个模态是比较困难的,很 少几个模态可能得到良好的位移结果,但 只能得到很差的应力结果
M6-4
模态叠加
第二节： 步骤
五个主要步骤： • 建模 • 获得模态解 • 转换成谐分析和瞬态分析 • 加载并求解 • 查看结果
M6-5
模态叠加
建模
模型 • 与模态分析所考虑的问题相同 • 只能用线性单元和材料 忽略各种非线性性质 • 注意密度! 此外,若有与材料相关的阻尼,必须在这一步中定义 • 参见第一Leabharlann Baidu中建模要考虑的问题
模态叠加
施加载荷并求解命令（接上页）
• 瞬态载荷定义命令： DELTIM,… ! 积分时间步长(整个瞬态过程为常数) TIME,0 !在零时刻求解 ! 仅当做非零静力求解时才定义载荷 FK,… ! 或 F, ACEL,… LVSCALE,… SOLVE ! 瞬态求解 *DIM,… ! 载荷-时间数组可以表示力或载荷矢量 ! 定义载荷数组 … ! 终点时间和输出控制 TIME,… OUTRES,… ! 输出控制
M6-13
模态叠加
转换成谐分析或瞬态分析命令（接上页）
• 谐响应分析典型命令： HROPT,MSUP,… HROUT,… LUMPM,… 瞬态应分析典型命令： TRNOPT,MSUP,…
•
M6-14
模态叠加
转换成谐分析或瞬态分析（接上页）
阻尼 • 大多数情况下应该规定某种形式的阻尼 • 对模态叠加可有四种形式： – Alpha （质量） 阻尼 – Beta （刚度） 阻尼 • 均依赖整体和材料 – 恒定阻尼比 – 依赖于频率的阻尼比 （模态阻尼）