技術(shù)范例 – 週期性振幅(Periodic Amplitude)
前言:
在仿真當(dāng)中,外力及邊界條件經(jīng)常透過(guò)振幅Amplitude來(lái)控制,在Static, General分析步經(jīng)常用Ramp振幅(斜直線(xiàn))來(lái)控制;在Dynamic, Explicit使用擬靜態(tài)手法時(shí),會(huì)搭配Smooth step平滑加載曲線(xiàn)。本文介紹另外一種常見(jiàn)的週期性振幅Periodic Amplitude如何使用。

週期性函數(shù):
週期性函數(shù)都可以用傅立葉函數(shù)(Fourier series)形式展開(kāi),在此不特別介紹,直接看幫助文檔對(duì)其定義以及在Abaqus需要給定的參數(shù)。如下圖所示,透過(guò)圓頻率、時(shí)間偏差、上下偏差以及An, Bn來(lái)定義週期性函數(shù)。

范例:
An, Bn分別對(duì)應(yīng)馀弦與正弦函數(shù)的振幅,以首張圖片的週期性函數(shù)為例子,是以單純正弦函數(shù)形式,傅立葉展開(kāi)只需要取一項(xiàng)n=1,因此給定B1項(xiàng)次,A1=0,圓頻率先量測(cè)週期T(波峰與波峰間距),透過(guò)公式w=2pi/T得到圓頻率w=1,時(shí)間偏差用來(lái)描述這個(gè)圖形的左右偏移,先假設(shè)是0,后面會(huì)針對(duì)這個(gè)部分做調(diào)整,上下偏移即是圖形的上下移動(dòng)距離,可以理解成原點(diǎn)到平均值的距離(原函數(shù)向上或向下移動(dòng)的距離),以本范例來(lái)說(shuō),移動(dòng)的距離是1,最后給定的參數(shù)如下圖。

實(shí)測(cè):
採(cǎi)用truss元素進(jìn)行實(shí)測(cè),給定一端週期性外力,量測(cè)另外一端反力作驗(yàn)證,在Static, General分析步下回得到的是靜力平衡的結(jié)果,模型設(shè)定在此不多贅述,結(jié)果如下圖。

對(duì)時(shí)間偏差修正:
在初始的時(shí)間,因?yàn)閺脑c(diǎn)開(kāi)始,會(huì)有一小段偏折,大多數(shù)情況會(huì)以平滑的方式加載,因此可以透過(guò)時(shí)間偏差來(lái)修正,但是特別注意,根據(jù)幫助文檔的定義,若t<t0,則函數(shù)會(huì)等于A0。繼續(xù)以上面的范例,假設(shè)希望初始時(shí)間的函數(shù)值等于零,可以對(duì)圖形左右偏移來(lái)調(diào)整,下圖顯示向左向右移動(dòng)的結(jié)果,向右移動(dòng)pi/6跟向左移動(dòng)11/6*pi的圖形完全一樣。

結(jié)果比較:
振幅設(shè)定與結(jié)果比較如下圖,儘管在週期性函數(shù)上兩者的定義都是相同曲線(xiàn),但在設(shè)定上必須注意其定義,t<t0的時(shí)候,a0=A0。

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