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NX Nastran 超单元用户指南 一份翻译资料 (45)  

2012-06-27 09:20:49|  分类: Nastran 超单元 |  标签: |举报 |字号 订阅

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第 11 章   超单元上的动力载荷 

11.1   如何定义超单元上的动力载荷

    从 V2001 版开始,在执行有载荷的超单元分析时,可以使用 DAREA 卡。对于超单元内的载荷,仍然不能使用 DELAY 和 DPHASE 卡。在以前的版本中,超单元内部的载荷只能用 LOADSET 情况控制命令和 LSEQ  卡来定义。

    施加到残余结构上的任意载荷可以按没有超单元的模型相同的方式定义。

    用于定义超单元上载荷的情况控制命令:LOADSET - LSEQ

    如果需要,超单元上的动力载荷可以用 LOADSET 情况控制命令定义。每个超单元可以用不同的 LOADSET 命令。所有超单元也可以使用单一的 LOADSET 命令,或者对超单元组使用同一 LOADSET 命令。对情况控制命令使用与静力分析相同的规则。即:可以用扩展的情况控制,也可以用浓缩的情况控制,取决于所求解的问题。

    LOADSET 命令的格式很简单,为:

                 LOADSET = i

    其中 i = 模型数据段中一个或多个 LSEQ 卡的标识号。

    对情况控制段中具有 LOADSET 命令的每一个超单元,NX Nastran 根据 LSEQ 模型施加卡生成相应的载荷矢量并进行减缩。

 

模型数据

    使用 LOADSET -LSEQ  时,超单元的动力载荷由要动态施加的静载荷集所定义,使用 LSEQ 卡来完成。LSEQ 卡的格式是:

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  LSEQ 卡指示 NX Nastran 将静态和/或温度载荷转换为等效的 DAREA 编号,以便动态的施加。虽然在程序中并不作实际转换,这一处理方法可能较易理解。

    这张卡上的各域用法如下:

         SID  –   本 LSEQ. 卡的识别号。任意数量的 LSEQ 卡可以使用相同的识别号,由 LOADSET 命令选择。

         EXCITEID  –  本卡定义的 DAREA 集的识别号。这一识别号用于 TLOADi  或 RLOADi 卡,以便动态的施加这一载

                               荷。所有具有相同  DAREA 号的载荷在残余结构中组合到一起。

          LID  –  转换到 DAREA 的静载荷的识别号。

          TID  -  转换到 DAREA 的温度载荷的识别号。

    同样容易想到,这张卡指示程序在内部将静载荷转换为 DAREA 卡。在组合使用 LOADSET-LSEQ 时实际发生了什么,在下面说明。

    在超单元处理过程中遇到 LOADSET 情况卡时,程序找出与 LOADSET 卡上的 SID 编号相匹配的所有 LSEQ 卡。使用这些 LSEQ 卡,为当前超单元在这些卡上的每个 EXCITEID 集创建静载荷矩阵 (PJ) 的一列。然后程序将相关的载荷数据 (LID  和/或 TID)  放入该列中,并对当前超单元处理该载荷列。对当前超单元输出的 OLOAD RESULTANT 为按这一方式所定义的载荷,而与 LSEQ 卡上定义的各 EXCITEID 相关的载荷列按升序排列。对模型中的所有超单元,这些载荷矩阵通过 SELG 和 SELR 操作。在残余结构中,减缩的超单元载荷与对残余结构定义的载荷组合到一起,形成 PG 矩阵,它与所选择的 EXCITEID 集相关联。

  然后,这些载荷与 DAREA 卡组合到一起 (仅允许对残余结构) ,以定义所施加的完整的动力载荷集 (由 TLOADi 或 RLOADi 卡选择)。

    同样的,DAREA、DELAY 和 DPHASE 卡只能用于残余结构。如果要对一个超单元上的载荷使用延迟 (DELAY) 或相位角 (PHASE ANGLE),必须使用定义实际动力载荷的 RLOADi 和 TLOADi 卡及其相关数据。

 

在超单元上施加动力载荷的演示例

    使用第 9 章 “动力分析中的超单元” 中的模型 (cantbeam.dat),考虑施加动力载荷。对这一例子,假定在模型的节点 11 上有一个 2 单位大小的 Y 向载荷。这一载荷是瞬态动力的,按正弦变化,频率 10 Hz。

    在这一模型中,悬臂梁分为两个超单元和一个残余结构。残余结构包含节点 6 和代表超单元部件模态的自由度。使用默认的 CMS 方法 (Craig-Bampton),每个超单元计算 3 个模态。

                                         NX Nastran 超单元用户指南 一份翻译资料 (45) - htbbzzg - htbbzzg的博客

  

        ID seg12-a1, sample

        $ sample to demonstrate loadings on superelements in dynamics

        $

        SOL 112

        CEND

        TITLE = SEG11-A1 - CANTILEVER BEAM DIVIDED INTO TWO SUPERELEMENTS

        subtitle = fixed boundary cms -three modes per superelement

        label = transient response with load in superelement 2

        ECHO = NONE

        DISPLACEMENT(PLOT) = ALL

        SPC = 1

        $

        LOADSET = 999

        DLOAD = 101

        TSTEP = 102

        $

        SUBCASE 1

        LABEL = SUPERELEMENT 1

        SUPER = 1

        METHOD = 1

        SUBCASE 2

        LABEL = SUPERELEMENT 2

        SUPER = 2

        METHOD = 2

        SUBCASE 3

        LABEL = RESIDUAL STRUCTURE

        SET 99 = 0

        SUPER = 99

        METHOD = 3

        BEGIN BULK

        $

        $ dynamic loading definition

        $

        LSEQ,999,1010,10

        FORCE,10,11,,2.,0.,1.,0.

        TLOAD2,101,1010,,,0.,1000.,10.,-90.

        TSTEP,102,100,.01

        $

        $ SE 1 dynamic reduction

        $

        EIGRL,1,,,3,0

        SPOINT,1001,thru,1010

        SEQSET1,1,0,1001,thru,1010

        $

        $ se 2 dynamic reduction

        $

        EIGRL,2,,,3,0

        spoint,2001,thru,2010

        seqset1,2,0,2001,thru,2010

        $

        $ residual structure

        $

        EIGRL,3,,,10,0

        $

        include ’cantbeam.dat’

        ENDDATA

 

    这一文件用 SOL110 (模态瞬态) 进行求解。也可以用 SOL109 (直接瞬态)。求解方法的选择取决于用于超单元减缩的方法。用于定义动力载荷的卡用粗体显示。虽不必要,在第一个 SUBCASE 中仍使用了 LOADSET、DLOAD 和 TSTEP 命令。这些命令可以出现在 SUBCASEs 中 (这些卡的唯一用途是为超单元要求 OLOAD 输出)。NX Nastran 在超单元级生成静载荷矢量。然后,当在残余结构中需要将这些静载荷矢量与 DAREA 卡组合时程序,对这些矢量进行减缩处理,并使用 DLOAD 和 TSETP 卡的信息求解问题。

    对模型中不同的超单元可以使用不同的 LOADSET 命令,但使用单一的 LOADSET 命令并将其置于所有 SUBCASEs 之前更加方便。本模型中,LOADSET 命令指示 NX Nastran 使用 LSEQ 999 集来创建动态施加的静载荷矢量。

    在模型数据段,LSEQ、TLOAD 和 TSTEP 卡定义动力求解。LSEQ 卡 (999 集) 指示程序基于静载荷集 10 创建一个静载荷矢量,这一载荷矢量与 EXCITEID 集 1010 相关联。

    静载荷集 10 由 FORCE 卡定义,它表示在节点 11 上作用一个 Y 方向的 2.0 单位的力。这个节点是超单元 1 的内部点;因此,在处理超单元 1 时,将生成一个载荷矢量。处理超单元 1 时,输出包括 OLOAD RESULTANT,内容如下:

 

        FIXED BOUNDARY CMS -THREE MODES PER SUPERELEMENT SUPERELEMENT 1

        0 TRANSIENT RESPONSE WITH LOAD IN SUPERELEMENT 2

        0 RESULTANTS ABOUT ORIGIN OF SUPERELEMENT BASIC COORDINATE SYSTEM IN SUPERELEMENT BASIC SYSTEM COORDINATES.0 OLOAD RESULTANT

        0 T1 T2 T3 R1 R2 R3

        0 1 0.0000000E+00 2.0000000E+00 0.0000000E+00 0.0000000E+00 0.0000000E+00 2.0000000E+01

 

    这一输出证实有一个 Y 方向的 2.0 单位的载荷。这一载荷与超单元 1 的其它矩阵一起减缩。在残余结构上,这一载荷与 DAREA 集 1010 相关联,由 TLOAD2 动态施加。将这一结果与使用 DAREA 卡的,只有残余结构的模型比较:

 

        ID seg12-a2, sample

        $ reference sample for dynamic loads - DAREA

        $

        SOL 112

        TIME 10000

        CEND

        TITLE = SEG11-A1 - CANTILEVER BEAM DIVIDED INTO TWO SUPERELEMENTS

        subtitle = fixed boundary cms -three modes per superelement

        label = transient response with load in superelement 2

        ECHO = NONE

        DISPLACEMENT(PLOT) = ALL

        SPC = 1

        $

        DLOAD = 101

        TSTEP = 102

        $

        SUBCASE1

        LABEL=SE1

        METHOD=1

        SUBCASE=2

        LABEL=SE2

        METHOD=2

        SUBCASE3

        SET 99 = 0

        SUPER = 99

        METHOD = 3

        BEGIN BULK

        param,post,0

        $

        $ dynamic loading definition

        $

        DAREA,1010,11,2,2.

        TLOAD2,101,1010,,,0.,1000.,10.,-90.

        TSTEP,102,100,.01

        $

        $ SE 1 dynamic reduction

        $

        EIGRL,1,,,3,0

        SPOINT,1001,thru,1010

        SEQSET1,1,0,1001,thru,1010

        $

        $ se 2 dynamic reduction

        $

        EIGRL,2,,,3,0

        spoint,2001,thru,2010

        seqset1,2,0,2001,thru,2010

        $

        $ residual structure

        $

        EIGRL,3,,,10,0

        $

        include ’cantbeam.dat’

        .

       .

        ENDDATA

  

    在这一文件中,DAREA 卡用来定义动力载荷。DAREA 集 1010 定义了一个 2.0 单位的载荷,施加在节点 11 的 Y 方向。TLOAD2 101 动态的施加这一载荷。

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