Презентация на тему: MSC.Nastran 102 2001 - 13
Раздел 13 Анализ отклика на ударное широкополосное воздействие
Раздел 13. Анализ отклика на ударное широкополосное воздействие СПЕКТР ОТКЛИКА…….……………………………………………….. 13 - 3 ГЕНЕРИРОВАНИЕ СПЕКТРА ОТКЛИКА.………………………….. 13 - 10 ПРИМЕНЕНИЕ СПЕКТРА....…………………………………………... 13 - 12 ПРИМЕР №9 (ЧАСТЬ I) – ГЕНЕРИРОВАНИЕ ИСХОДНОГО УДАРНОГО СПЕКТРА………………………………………………… 13 - 21 ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА №9 (ЧАСТЬ I)….………… 13 - 22 РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ПРИМЕРА №9 (ЧАСТЬ I)….….…. 13 - 24 ПРИМЕР №9 (ЧАСТЬ II) – ПРИМЕНЕНИЕ УДАРНОГО СПЕКТРА……………………...……………………………………….... 13 - 28 ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА №9 (ЧАСТЬ II)…..…….… 13 - 29 РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ПРИМЕРА №9 (ЧАСТЬ II)...…….. 13 - 32
Спектр отклика Спектр отклика показывает максимальное значение отклика системы с одной степенью свободы (СС) как функции ее резонансной частоты.
Спектр отклика Максимум отклика каждой системы с одной СС вычисляется по соответствующей зависимости X(t). “Базовое” перемещение UB вычисляется по силе, прикладываемой к ней, или является вынужденным ее перемещением. Пример. Перемещение почвы при землетрясении прикладывается к электростанции. Вычисляется спектр отклика на полу и используется для разработки оборудования (машин, трубопроводов). Неявно предполагается, что массы осцилляторов пренебрежимо малы по сравнению с большой колеблющейся массой, что исключает действие первых на вторую. Следовательно, анализ на спектральное воздействие не связан с анализом переходного процесса.
Спектр отклика Анализ выполняется для различных величин демпфирования с целью получения “семейства” зависимостей. Демпфирование действует на осцилляторы, а не на основание. Максимальное значение отклика X(t) вычисляется для каждого осциллятора. Также вычисляется максимальное относительное перемещение каждого осциллятора и основания. Относительные скорости и абсолютные ускорения вычисляются по относительным перемещениям Полезные результаты - Xr, Xr, and X. Спектр, использующийся при расчетах, обычно представляется в этих величинах.
Спектр отклика
Спектр отклика
Спектр отклика При очень низких частотах осциллятора При очень высоких частотах осциллятора Приблизительные соотношения между Xr, Xr, and X не справедливы на очень высоких и очень низких частотах и при большом демпфировании. Заметим, что вычисляются только амплитуды отклика, но не фазовые характеристики.
Спектр отклика Спектр отклика может вычисляться при любом типе анализа переходного процесса (например, SOL 109, SOL 112). Результаты анализа переходного процесса для выбранной СС используются в качестве исходных данных для вычисления спектра отклика. Дополнительную информацию можно найти в MSC.Nastran Advanced Dynamics User’s Guide.
Генерирование спектра отклика Необходимые операторы Executive Control Section SOL – необходимый для анализа переходного процесса (например, SOL 109) Case Control Section XYPLOT SPECTRAL Вычисление значений спектра XYPUNCH SPECTRAL Печать значений спектра Пример: XYPUNCH ACCELERATION SPECTRAL 1/1(T1RM) Оператор XYPLOT вычисляет набор абсолютных величин (RM) спектра ускорений по значениям записи №1 в операторе DTI,SPSEL с использованием перемещений узла №1 в X направлении (T1).
Генерирование спектра отклика Bulk Data Section PARAM,RSPECTRA,0 Инициализация вычисления спектра DTI,SPSEL Задание частот и значений демпфирования осцилляторов FREQ Используется для задания частот и значений демпфирования (по одному оператору FREQi) Пример:
Применение спектра Возможно с помощью SOL 103 “Анализ переходного процесса для бедных”. Полученный “исходный” спектр используется для вычисления отклика каждой моды исследуемой конструкции. Отклики мод динамической системы комбинируются для получения отклика всей системы (при этом, однако, не учитываются, поскольку не известны, сдвиги по времени между откликами мод). Предусматривается три метода комбинирования модальных откликов: ABS, SRSS, NRL.
Применение спектра Процедура В модели анализируемой конструкции степени свободы, соответствующие “входным точкам”, должны быть указаны в операторе SUPORT. С этими степенями свободы должны быть сопряжены “большие массы” (обычно в 103 - 106 раз больше, чем масса конструкции). Определяются моды системы (частота 0 Гц должна быть включена в исследуемый диапазон). Степени свободы, указанные в операторе SUPORT, д.б. не закреплены. Такая модель – идеализация прикрепления исследуемой конструкции с относительно малой массой к большой воздействующей структуре (основанию).
Применение спектра Моды с частотой 0 Гц (Dm) аппроксимируют квазистатические перемещения исследуемой конструкции. “Фактор участия” (Participation Factors - PF) вычисляется как = TMDm где – матрица “упругих” собственных векторов PF используется совместно со спектром при вычислении отклика каждой моды исследуемой конструкции. Вычисление результатов (перемещений, напряжений, сил и т.д.) производится для каждой моды на основе максимума ее отклика. Затем эти величины комбинируются в соответствие с выбранным методом (ABS, SRSS, NRL) и выводятся.
Применение спектра Xr, отклик осциллятора с одной степенью свободы, вычисляется в результате решения уравнения Переходной процесс м.б. определён по формуле Метод ABSOLUTE где i – номер моды r – индекс направления
Применение спектра Метод SRSS где осредненное значение максимума модальной амплитуды равно Метод NRL где - максимальное значение модальной амплитуды
Применение спектра Необходимые операторы Executive Control Section SOL 103 Case Control Section SDAMP Инициирование оператора TABDMP1 DLOAD Задание входного спектра METHOD Задание метода решения собственной задачи Пример METHOD = 1 Инициирование оператора EIRD(L),1,… в Bulk Data Section (диапазон должен включать 0 Гц) SDAMP = 1 Инициирование оператора TABDMP1,1,… (модальное демпфирование) DLOAD = 1 Инициирование оператора DLOAD,1,… в Bulk Data Section, задающего приложение спектра к степеням свободы, указанным в операторе SUPORT
Применение спектра Bulk Data PARAM,SCRSPEC,0 Инициализация расчета спектрального отклика DLOAD Задание спектра и СС, к которым приложено воздействие DTI,SPECSEL Задание спектра, подтверждение соответствующего демпфирования TABLED1 Задание амплитуды спектра SUPORT Задание мест приложения спектрального воздействия TABDMP1 Задание модального демпфирования в конструкции PARAM,OPTION Задание метода комбинирования модальных результатов
Применение спектра Пример входного файла
Применение спектра
Пример №9 (Часть I) Генерирование исходного ударного спектра Сгенерируйте исходный ударный спектр для исследования нагружения пластины под действием синусоидального импульса в 2,0 дюйм/с2, прикладываемого к ее защемленному ребру. Расчетные значения демпфирования: 0, 0,02 и 0,04 от критического.
Входной файл для Примера №9 (Часть I)
Входной файл для Примера №9 (Часть I)
Результаты решения Примера №9 (Часть I)
Результаты решения Примера №9 (Часть I)
Результаты решения Примера №9 (Часть I)
Результаты решения Примера №9 (Часть I)
Пример №9 (Часть II) Применение ударного спектра Примените ударный спектр, вычисленный в Части I, и просуммируйте отклики, используя метод SRSS. Используйте моды конструкции с частотой до 1000 Гц и демпфирование 0,03 от критического.
Входной файл для Примера №9 (Часть II)
Входной файл для Примера №9 (Часть II)
Входной файл для Примера №9 (Часть II)
Результаты решения Примера №9 (Часть II)
Результаты решения Примера №9 (Часть II)
