IPI分析(源點動剛度分析)與python解析punch文件

 本文將就IPI分析做簡要的介紹, 并采用python解析punch文件, 自動求解平均動剛度。



01

概述


    IPI分析:源點導納(InputPoint Inertance)分析。

    在一定頻率范圍內通過在加載點施加單位力作為輸入激勵,同時將該點作為響應點,測得該點在該頻率范圍內的加速度作為輸出響應,單位為(mm/s2)/N。用于考察該點的局部動剛度。

    

    使用IPI分析考察的主要是接附點, 所謂接附點即柔性連接的位置, 如橡膠襯套, 液壓懸置等. 這些柔性連接部件的剛度要遠小于兩側的被連接結構, 可阻斷兩側結構振動的傳遞. 而采用螺栓, 鉚釘等剛性連接的連接點則不屬于接附點, 不能采用IPI分析法對其進行評價.

02


hypermesh前處理


IPI分析(源點動剛度分析)與python解析punch文件的圖1

IPI分析(源點動剛度分析)與python解析punch文件的圖2

03


平均動剛度計算


IPI分析(源點動剛度分析)與python解析punch文件的圖3

    從計算公式可以看出, 平均動剛度求解關鍵就在于求出加速度響應曲線下方的面積, 盡管可以通過后處理軟件得到該值, 但是如果關注點和關注的頻率區間較多, 還是相當繁瑣的.



04


punch文件解析


Nastran計算結果文件(.pch):
解析特點:
文件可以根據工況進行分塊, 每個工況都有如下公共字段:
$TITLE = (OS 2019)
$SUBTITLE=
$LABEL = 1000001:+Y
$ACCELERATION
$MAGNITUDE-PHASE OUTPUT
$SUBCASE ID = 2
$POINT ID = 1000001
結果的存儲方式:
4.830000E+02 G 2.144843E+03 2.638906E+02 5.119180E+02
激勵頻率 分隔符 x方向 y方向 z方向

解析方法:
逐行讀取文件,
1.在遇見$POINT ID時, 新建一個字典, 以$LABEL為Key值
2.根據$LABEL中標識的方向, 選擇獲取哪一個方向的結果
3.逐行存入字典中
關閉文件

    

05


平均動剛度求解


    將數據提取出來后, 再進行計算就比較簡單了, 定義關注的頻率范圍, 然后對響應曲線進行過濾, 就可以得到關注頻率范圍內的響應了, 關鍵在于使用numpy.trapz求解加速度曲線的定積分值(即曲線下面積). 


IPI分析(源點動剛度分析)與python解析punch文件的圖4

    

    如果需要了解具體響應曲線圖, 則可以考慮使用可視化技術進行繪圖, 我這里使用的plotly進行的可視化設計, 并在圖上標記出了相應的平均動剛度值.

IPI分析(源點動剛度分析)與python解析punch文件的圖5


由于作者水平有限, 如有謬誤, 希望留言指正.

    


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IPI分析(源點動剛度分析)與python解析punch文件的圖6

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