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NX Nastran – 动力分析 (38)  

2011-09-17 07:22:13|  分类: Nastran资料 |  标签: |举报 |字号 订阅

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    例题 #18 - 使用常规模态进行优化

       对下列三杆桁架问题进行重量最小化。第一个模态频率必须在 1500-1550 Hz。结构必须保持对称。
      下面是桁架的几何尺寸。其中也包含了载荷和边界约束。

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             *  设计变量:
                     三个杆单元的面积 (A1, A2, A3)。 
             *  目标: 
                     桁架重量最小。 
             *  服从下列约束: 
                     第一个模态频率必须在 1500-1550 Hz。 
                     A1 = A3 以满足对称要求。 

           9.  常用函数的直接说明:

              *  对于瞬态和频率响应分析,DRESP1 卡直接支持常用的函数 (如:SUM, RSS, AVG,等) 。 
             *  示例:
                    DRESP1,100,RSSCAL,FRDISP,,,3,RSS,100 
                    上述 DRESP1 卡计算节点 100,位移分量 3 在整个频率范围中的平方和的开方。 

 

      例题 #19 - 使用频率响应的优化
        1.     使用频率响应的优化例

       下面的汽车模型的左前轮不平衡。不平衡质量总计为 3 个单位,轮心到质量的半径为 10 in。感兴趣的频率范围是 0.5-50 Hz。要求轮胎位移不大于 0.5 in。在频率范围 0.5~25 Hz 中,驾驶员座位处的位移不大于 0.25 in。目标是:在频率范围 0.5~25 Hz 中,驾驶员座位处的 SRSS 响应最小。采用模态方法。 

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       2.     优化说明 
        *   设计变量: 
            *   汽车的弹簧刚度和阻尼。 
        *   目标函数: 
            *   驾驶员座位处的 SRSS 响应最小。 
        *   服从下列约束: 
            *   轮胎的最大垂直位移必须小于 0.5 in; 
            *   驾驶员座位处的最大垂直位移必须小于 0.25。 

  
       3.   动态载荷输入

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       *   用 DAREA 卡说明 Fx 和 Fy 的幅值 (mr); 
       *  每个载荷用一个 RLOAD1 卡; 
       *  用 DPHASE 卡说明相位关系; 
       *  用 TABLED4 卡说明载荷的频率关系 (w2); 
       *  用 DLOAD 卡进行载荷的组合 (RLOAD1s)。 


       4.    本例中的 TABLED4 卡

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       *  置  X1 = 0.  X2 = 1.  X3 = 0.  X4 = 1000.  (高于感兴趣的频率) 
       *  由于 X 为单位时间的循环数,它必须乘以 2p 以得到每单位时间的弧度 - 输入 2p; 
       *  输入力为 mrw2 - 我们将用 DAREA 卡输入 mr,但需要 w2 项; 
       *  对于 TABLED4 卡,需要使用第二项 (或 w2) ,可以通过设置  A1=0.0  和  A2=(2p)2  来实现。 

       5.   动力响应敏感度
       *  以计算所选择的动力响应相对设计变量的改变的敏感度  NX Nastran – 动力分析 (38) - htbbzzg - htbbzzg的博客

       *  通过这些量可以看到改变设计的哪些区域更为有效。 
       *  可以通过 DSAPRT 情况控制命令要求计算敏感度系数。 
       *  分析科目: 
             *  直接频率响应; 
             *  模态频率响应; 
             *  模态瞬态响应。 
  
       6.   设计模型的描述

       *  识别与设计变量有关的模型属性 (DVPREL1, DVPREL2); 
       *  识别感兴趣的响应量 (DRESP1, DRESP2); 
       *  指定响应范围,以及  (可选的) screening criteria (DCONSTR, DSCREEN)。 
       *  在情况控制段选择输出频率或时间步 (OFREQ 或 OTIME 集)。 

       7.   优化结果
             *  在 12 次循环后满足设计准则。 
             *  优化结果: 
             *  前阻尼 x 10.0 = 100.0 lbf/(in/sec) 
             *  后阻尼 x 7.8 = 39.09 lbf/(in/sec) 
             *  前刚度 x 2.0 = 2000.0 lbf/in 
             *  后刚度 x 0.5 = 400.0 lbf/in 
        (1)  车轮的响应
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          (2)  驾驶员座位处响应
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       8.  结论

         *  经过少许努力,设计改进满足了约束和所选择的响应最小化的要求。 
         *  对于动力分析,SOL 200 是一个有价值的设计优化工具。





 

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