第7章--瞬態(tài)響應分析(共17頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第七章 瞬態(tài)響應分析7.1 概述（1） 計算時變激勵的響應（2） 激勵在時間域中顯式定義，所有作用的力在每時間點給定（3） 計算的響應通常包括節(jié)點位移、速度、加速度、單元力和應力（4） 計算瞬態(tài)響應有直接法（Direct）和模態(tài)法（modal）7.2 直接瞬態(tài)響應分析 （1）過程動力學方程對固定時間段求出離散點的響應，用中心差分法使用Newmark-Beta方法轉(zhuǎn)化為（可以選擇Willson-Theta法、Hughes-Alpha, Bathe）整理得到其中，（2） 瞬態(tài)響應分析中的阻尼B1 = 阻尼單元(VISC,DAMP) + B2GGB2 = B2PP 直接輸入

2、矩陣+傳遞函數(shù)G = 整體結構阻尼系數(shù) (PARAM,G)W3 = 感興趣的整體結構阻尼轉(zhuǎn)化為頻率-弧度/秒 (PARAM,W3)K1 = 整體剛度矩陣GE = 單元結構阻尼系數(shù) (GE 在MATi卡中定義)W4 =感興趣的單元結構阻尼轉(zhuǎn)化為頻率-弧度/秒(PARAM,W4)KE = 單元剛度矩陣其中，瞬態(tài)響應分析中的不允許復系數(shù)，因此結構阻尼轉(zhuǎn)化為等效粘性阻尼進行計算W3,W4的缺省為0，這時不計阻尼7.3 模態(tài)瞬態(tài)響應分析（1） 過程 物理坐標與模態(tài)坐標變化 無阻尼的動力學方程變換得到其中，解耦得到單自由度系統(tǒng)方程其中，當存在阻尼時其中，（2）模態(tài)瞬態(tài)響應分析中的阻尼 使用模態(tài)阻尼，每階模

3、態(tài)都存在阻尼，方程變?yōu)榻怦畹姆匠袒蚱渲?，利用Duhamel積分得到（3） Nastran中模態(tài)瞬態(tài)響應分析阻尼的輸入a) TABDMP1卡用SDAMPING=ID 情況控制卡選擇b) fi (Hz)和gi為頻率和阻尼值，用線性內(nèi)插值給定點間的頻率 , 用線性外插值給定端點外的頻率；如：c) 定義非模態(tài)阻尼（4）模態(tài)瞬態(tài)響應分析數(shù)據(jù)的提取a) 物理響應為模態(tài)響應的疊加b) 計算量一般不如直接法大c) 不必輸出每個時間步的值（5）模態(tài)截斷 原因：a) 不需要所有模態(tài)，僅須很少的低階模態(tài)就可以得到滿意的響應b) 用PARAM,LFREQ 給出保留模態(tài)的頻率下界c) PARAM,HFREQ給出保留模態(tài)

4、的頻率上界d) PARAM,LMODES給出保留模態(tài)的最小數(shù)目e) 截斷高頻模態(tài)即截斷了高頻響應7.4 瞬態(tài)激勵 力定義為時間的函數(shù) Nastran中定義方法1）時變載荷 a) TLOAD1定義的載荷其中，b) TLOAD2定義的載荷2）TLOAD1卡片其中，a) DELAY定義自由度及時間延遲量b) TABLEDi定義時間和力對c) 由DLOAD情況控制卡選擇d) TYPE定義為3) TLOAD卡片其中，該卡片由情況控制卡DLOAD選取4) 載荷的組合其中，注：a)TLOAD1和TLOAD2標號唯一b)用DLOAD組合TLOADs c)由情況控制卡DLOAD選?。〥AREA卡定義動態(tài)載荷作用

5、的自由度，與其他卡片關系DAREA例子）SLEQ卡片將靜態(tài)載荷用為動態(tài)載荷由情況控制卡LOADSET選取包括含一個DAREA卡片，與其他卡片關系LSEQ例子）初始條件a) 瞬態(tài)響應分析中，初始位移與初始速度由TIC數(shù)據(jù)卡定義，在模態(tài)響應分析中無效b) 由IC情況控制卡片選擇c) 未被約束的自由度為d) 由一個A-set DOFs.給定e) 初始條件僅須在直接瞬態(tài)響應中給定，模態(tài)瞬態(tài)響應中為f) 初始條件用于計算u 1 時需要的u 0 , u -1 ,P 0 , P -1 ，所有點的初始加速度設置為(t<0)建議對任何類型的動態(tài)激勵至少取一個時間步為g) TIC卡定義初始條件其中，）TST

6、EP卡a) 定義直接瞬態(tài)響應和模態(tài)瞬態(tài)響應分析中的積分時間步長b) 積分誤差隨頻率的增加而增加c) 建議在響應的一個周期內(nèi)至少取個時間步d) TSTEP控制求解和輸出，由情況控制卡TSTEP選取e) 積分的代價與步長成正比f) 對低頻（長周期）響應用自適應方法更有效g) 計算中可以改變積分步長，這時h) TSTEP卡片7.直接瞬態(tài)響應與模態(tài)瞬態(tài)響應比較7.瞬態(tài)響應求解控制例子）DIRECT TRANSIENT RESPONSEINPUT FILE ID SEMINAR, PROB4SOL 109TIME 30CENDTITLE= TRANSIENT RESOPONSE WITH TIME DE

7、PENDENT PRESSURE AND POINT LOADSSUBTITLE= USE THE DIRECT METHODECHO= PUNCHSPC= 1SET 1= 11, 33, 55DISPLACEMENT= 1SUBCASE 1DLOAD= 700 $ SELECT TEMPORAL COMPONENT OF TRANSIENT LOADINGLOADSET= 100 $ SELECT SPACIAL DISTRIBUTION OF TRANSIENT LOADINGTSTEP= 100 $ SELECT INTERGRATION TIME STEPS$OUTPUT (XYPLO

8、T)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, WTMA

9、SS, 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 LOA

10、D 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結 果2)）MODAL TRANSIENT RESPONSEINPUT FILEID SEMINAR, PROB4SOL 112TIME 30CENDTITLE =

11、TRANSIENT RESPONSE WITH TIME DEPENDENT PRESSURE AND POINT LOADSSUBTITLE = 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= DISPLACEM

12、ENT 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

13、 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