HyperWorks进阶教程：OptiStruct频率响应分析的分类

直接法频响分析

直接法频响分析DFREQ是直接在物理空间求解式(7-1)，而不进行模态分析。

u(s)=(SM+sC+K)“'f(s)=H(s)f(s)

式中，频率响应u(s)是复值函数;H(s)称为频域脉冲响应矩阵，是频变的复值函数矩阵，它仅由结构的固有特性决定，不受外激励影响。

在每个需要分析的频率点，s=jω，都需要独立地求解一次复数矩阵方程式(7-2)，得到频响位移n(s)。复数矩阵 H(s)的维度为结构的总自由度数，随着总自由度数的增加，计算量(复杂度)将以几何级数提高。虽然直接法计算精度高，但在解算大规模有限元模型时，推荐采用模态法进行频响位移u(s)的每个自由度为一条曲线，在分析时需要指定足够的分析频率点才能形成类似频响位移u(s)的每个自由度为一条曲线，在分析时需要指定足够的分析频率点才能形成类似图 4-4的平滑曲线。

OptiStruct中的分析频率通过卡片FREQi 进行定义,而后在工况定义中使用 FREQUENCY 进行引用。直接法可以使用的分析频率定义卡片包括FREQ、FREQ1和FREQ2，关于FREO类型卡片的定义，详见7.6节卡片说明。

图 7-3 所示为典型的直接法频响分析工况在.fem文件中的定义。7-3直接法频响分析的工况定其中包含了边界条件 SPC 定义、分析频率集FREOUENCY定义以及外载荷 DLOAD 定义。

7.3 模态法频率响应分析

模态法频响分析 MFREQ指的是，先对结构进行模态分析获取实模态振型，而后将物理坐标u转换到模态主坐标q进行求解。

(S*M+s℃+〖)qs=f(s)

式中,q为模态坐标;M为模态质量矩阵;C为模态阻尼矩阵;为模态刚度;广为模态外激励模态法需要求解的矩阵维度仅为模态截断时保留的模态数量，相比于直接法，在计算量上有大幅度的下降。

在实模态情形下，模态主坐标q,的表达式类似式(4-7)，曲线近似图4-4。

95-2+2505+0:

(7-4)

F;(w)

9(ω)=-

2j$⑩ω+(@ -ω°)

当结构模态频率ω,远大于激励频率ω时，模态主坐标的响应趋于零即g(ω)一0。在OptiStruct中，模态截断频率一般取为最高激励频率的2倍以上。

图7-4所示为典型的模态法频响分析工况在.em 文件中的定义。其中包含了边界条件 SPC定义、模态分析方法METHOD定义、分析频率集FREQUENCY定义以及外载荷DLOAD定义。在模态法频响分析中可以使用更多类型的FREQ分析频率定义卡片，包括FREQ、FREQ1、FREQ2FREQ3、FREQ4、FREQ5。其中，FREQ3~FREQ5卡片利用了模态分析得到的固有频率w,，可以更准确地捕捉频响曲线u(s)中的峰值。

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。