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频率响应(简称频响)分析是指在频域上分析结构的动力学响应,也称为稳态响应分析。在工程应用中任意激励与响应测点之间的传递函数都属于频响曲线,如VTF振动传函、NTF 噪声传函、动刚度、动柔度等。
频响分析与瞬态分析的目的是完全不同的。频响分析不能得到结构响应在瞬间的最大值,不考虑结构运动的初始条件。频响分析得到的响应是结构在各频率下稳定运动时的幅值及相位,每个频率的频响数值与该频率简谐激励的时域响应傅里叶变换数值相对应。频响分析要求外载荷具有确定的频谱特性,常假设外载荷频谱为单位输入曲线,那么响应频谱曲线就仅反映结构自身的特性。从计算方法角度看,频响分析也可分为直接法(DFREQ)和模态法(MFREO)两类,它们分别在物理空间和模态空间求解各个频率的稳态响应。在使用方法上,0pliSinuct进行频响分析时用户需要定义 FREQi离散频率点、RLOAD 类型的载荷频谱。对于模态法频响分析,还需要额外定义模态分析方法。
7.1 频域激励的形式
有限元频响分析的方程为SMu(s)+sCu(s)+Ku(s)=f(s)(7-1)这是一个复频域表达式,s=jω,f(s)为稳态激励的频谱,“(s)为稳态响应的频谱,【是刚度矩阵,M是质量矩阵,C是阻尼矩阵。
OptiStruct的频域激励f(S)用RLOAD类型的卡片表示,分RLOAD1、RLOAD2两种形式RLOAD1需要定义实部及虚部的系数曲线,而 RLOAD2需要定义幅值及相角系数曲线,如图 7-1 所示,通过引用随频率变化的系数曲线 TABLEDi完成稳态激励的定义。
RLOAD 字段 TYPE=LOAD时表示为力激励/(s),可以是节点力、节点力矩、压力等形式,引用静态载荷 DAREA/FORCEVMOMENT/PLOADi。
RLOAD字段TYPE=DISP/VELO/ACCE时表示为强迫运动激励,引用SPCD卡片。同样,所有SPCD强迫运动的自由度必须使用SPC/SPCI进行定义,并在分析工况中引用。
当结构受到多组稳态激励时,使用DLOAD组合稳态激励进行加载,如图7-2所示。DLOAD的用法与上一章相同,关于RLOAD的详细信息,请查看7.6节卡片说明。
本篇内容取自HyperWorks进阶教程系列的《OptiStruct结构分析与工程应用》,版权归原作者所有,如有侵犯您的权益,请及时联系我们,我们将立即删除。
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