關于有限元分析中動力學分析清單

 動力學分析特點:動載荷和靜載荷的區別在于動載荷與時間有關,結構上相應的位移、應力、應變不僅隨空間位置變化,也隨時間變化。

 尋求結構的固有頻率和主振型,從而了解結構的振動特性,以便更好的利用或減小振動。

 現在動力學分析的軟件很多,比較常用的是ADAMS,Abaqus和ADAMS有標準接口的。

 靜態應力/位移分析:包括線性,材料和幾何非線性,以及結構斷裂分析等

 熱傳導分析;

 耦合分析(熱/力耦合,熱/電耦合,壓/電耦合,流/力耦合,聲/力耦合等);

 瞬態溫度/位移耦合分析;

 退火成型過程分析;

 水下沖擊分析;

 2、靜態分析:結構靜力分析是有限元方法中最常用的一個應用領域。在相當長的一段時間內,機械結構的設計,主要采用經驗設計,計算模型非常簡單、粗糙,有的還根本無法計算。

 結構的最優方案設計:根據計算結果的分析和比較,按強度、剛度和穩定性要求,對原方案進行修改補充,從而保證合理的應力。

 3、結構靜力分析是有限元方法中最常用的一個應用領域。在相當長的一段時間內,機械結構的設計,主要采用經驗設計,計算模型非常簡單、粗糙,有的還根本無法計算。

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結構的最優方案設計:根據計算結果的分析和比較,按強度、剛度和穩定性要求,對原方案進行修改補充,從而保證合理的應力。

 4、瞬態分析:瞬態動力學分析(亦稱時間歷程分析)是用于確定承受任意的隨時間變化載荷結構的動力學響應的一種方法。可以用瞬態動力學分析確定結構在穩態載荷、瞬態載荷和簡諧載荷的隨意組合作用下的隨時間變化的位移、應變、應力及力。載荷和時間的相關性使得慣性力和阻尼作用比較重要。如果慣性力和阻尼作用不重要,就可以用靜力學分析代替瞬態分析。

 6、瞬態分析:瞬態動力學分析比靜力學分析更復雜,因為按“工程”時間計算,瞬態動力學分析通常要占用更多的計算機資源和更多的人力。

 完全法采用完整的系統矩陣計算瞬態響應(沒有矩陣縮減)。它是三種方法中功能最強的,允許包括各類非線性特性(塑性、大變形、大應變等)。

 模態疊加法通過對模態分析得到的振型(特征值)乘上因子并求和來計算結構的響應。

 任何物體都有自身的固有頻率,也稱特征頻率,用系統方程描述后就是矩陣的特征值。很多工程問題都要涉及系統特征頻率問題,一個目的是防止共振、自激振蕩之類的事故發生,歷史上有名的事件就是,步兵按統一步伐過大橋,結果把大橋震塌了。

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 飛機飛行時更要注意頻率問題,避免與氣流共振,風洞試驗就是測試這種力學結構問題。模態分析的目的是想辦法提高結構的特征頻率,現在的手段就是改變、優化設計尺寸和設法減小結構的質量。

 一般情況可以根據《建筑結構荷載規范》提供的經驗公式估計結構的第一周期。

 1、鋼結構:T1=(0.10~0.15)n

 n為建筑層數

 建立模型時必須指定彈性模量和材料密度,諧響應分析假定所施加的所有載荷隨時間按簡諧規律變化,一個簡諧載荷需要三條信息:幅值、相位角、載荷頻率范圍。

 簡支梁的兩端作垂直運動,也就是地震時的作用,確定其響應頻率。

 12、穩定分析:理論上軸心受壓件失穩后,撓度增加時載荷還略有增加,大撓度理論表明,載荷的增加量而撓度的增加量非常大,這樣產生附加彎矩,在壓力和彎矩的共同作用下,截面邊緣開始屈服,隨著塑性的發展達到失效。

來源:CAE技術咨詢

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