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NX Nastran – 动力分析 (10)  

2011-07-19 06:33:21|  分类: Nastran资料 |  标签: |举报 |字号 订阅

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第七章  瞬态响应分析

            目    录

       瞬态响应分析介绍
       直接瞬态响应 
       直接瞬态响应中的阻尼
       模态瞬态响应
       模态瞬态响应中的阻尼
       模态瞬态响应中的数据恢复
       模态截断
       瞬时激励
       TLOAD1 卡
       TLOAD2 卡
       载荷集的合并 - DLOAD
       DAREA 卡
       DELAY 卡
       动态载荷示例
       TABLED1 卡
       静载荷 – 非直接方法

       静载荷 – 直接方法
       对瞬态激励需要考虑的问题
       初始条件
       TSTEP 卡
       动力学数据恢复
       模态瞬态还是直接瞬态
       瞬态分析的求解控制
       情况控制输出
       例题 #3 - 直接瞬态响应
       例题 #4 - 模态瞬态响应

 

1.  瞬态响应分析介绍
       *  计算随时间变化激励的响应。 
       *  激励在时间域中显式定义,所有作用的力在每时间点都是已知的。 
       *  计算的响应通常包括节点位移、速度、加速度、以及单元力和应力。 
       *  两种分析方法 - 直接法 (Direct)  和模态法 (Modal)。

2.  直接瞬态响应

        动力学运动方程:

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            注意: NX Nastran 也用这些方程来计算速度和加速度输出。 
  
           数值积分  (中心差分方法)  (不计在三个相邻点的 “smear” 力): 
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           求解:

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         分解 A1 并将其用到上面方程的右端项。 
          类似于经典的 Newmark-Beta 方法。
          *  M, B 和 K 不随时间变化; 
          *  如果在整个求解过程中 Dt 不变,A1 只需要分解一次。如果 Dt 改变,A1 必须重复分解 (可能要花费很多时间)。 
          *  输出的时间间隔可以大于求解的时间间隔  (即:求解时的 Dt 用 0.001 秒,而每 5 步或 0.005 秒输出一次结果)。
 
  3.  直接瞬态响应中的阻尼:
  (1)  阻尼矩阵 B 包含几个矩阵:
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      其中: B1 = 阻尼单元 (VISC,DAMP) + B2GG
                    B2 = B2PP 直接输入矩阵 + 转换函数
                    G = 全结构阻尼系数 (PARAM,G)
                    ω 3 = 感兴趣的频率 - rad/sec (PARAM,W3)
                    K1 = 总刚度矩阵
                    GE = 单元阻尼系数 (MATi 卡中的 GE)
                    ω 4 = 感兴趣的频率 - rad/sec (PARAM,W4)
                    KE = 单元刚度矩阵 
    (2)  瞬态分析不允许复系数。因此,所包含的结构阻尼实际是等价的粘性阻尼。
    (3)  ω3, ω 4 的默认值为 0.0。对这种情况,由它们导致的关联阻尼项被忽略。

  4.  模态瞬态响应
      模态瞬态响应的特点是:
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      方程 (4) 可以写成解耦的单自由度 (SDOF) 系统: 
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        其中:mi   =  第 i 个模态质量
                    ki    =  第 i 个模态刚度
                     pi   =  第 i 个模态力
  5.  模态瞬态响应中的阻尼
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    (4)  如果使用模态阻尼,则每个模态有阻尼 bi。
          运动方程变为解耦形式:
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    (5)  使用 Duhamel’s 积分求解解耦的单自由度系统的模态响应:
            Duhamel’s 积分:
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    *   通过 SDAMPING 情况控制命令选择TABDMP1 模型数据卡。 
    *   fi (单位:Hz) 和 gi 定义频率和阻尼对。对连续的 fi  之间的模态频率采用直线插值。表的末端采用线性外推插值。用 END 结束表的输入。 
    *   示例:假设模态频率为:1.0, 2.5, 3.6 和 5.5 Hz.
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     *   可以添加非模态阻尼 (在 MATi 卡上,PARAM, G; VISC; DAMP; GE)。 
    *   由于对耦合阻尼 B 需要直接积分导致计算费用增加。 
    *   推荐:在模态瞬态响应分析中只用模态阻尼 (TABDMP1)。如果希望明确的阻尼 (Discrete Damping),用直接瞬态分析。

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