綜合法
關注創(chuàng)建者：吃蒲公英的貓 創(chuàng)建時間：2021-04-07
綜合法的視頻教程
ANSYS模態(tài)綜合法建模教程6講
3 ANSYS模態(tài)綜合法建模2—子結構1的建立 4 ANSYS模態(tài)綜合法建模3-剩余子結構的建立 5 ANSYS模態(tài)綜合法建模4-超單元模型提取模態(tài)頻率 6 ANSYS模態(tài)綜合法建模5-剛度矩陣及質量矩陣提取 注：本課程提供免費試看，訂閱用戶贈送ANSYS
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車橋耦合批量建模關鍵技術及（車輛-橋梁）快速計算參數(shù)講解
他的計算方法是采用固定界面模態(tài)綜合法，建立多剛體車輛-有限元橋梁的精細化三維有限元模型。 車輛為剛體系統(tǒng)，橋梁為離散有限單元，這個方法能將車輛、橋梁及橋下部分（橋面鋪裝、橋梁、支座、橋 墩、土體等）統(tǒng)一在一個軟件界面中聯(lián)合仿真。 通過與有限元整體建模分析法進行比較，驗證了聯(lián)合仿真法的準確度 固定界面的模態(tài)綜合法的本質就是能夠明顯地減少模型的自由度數(shù)目，同時可以反映橋梁的動力學響應。
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綜合法的實例教程
ANSYS模態(tài)綜合法原理
模態(tài)綜合法的基本思想是根據復雜結構的特點將整體結構劃分成若干子結構，對各個子結構分別進行模態(tài)分析，得到其動力特性。再利用子結構間力平衡條件及位移協(xié)調條件將各子結構部分低階模態(tài)特性綜合，由此得到整體結構的動力特性。
ANSYS是一款著名的商業(yè)化大型通用有限元軟件，廣泛應用于航空航天、機械制造等領域，對飛機、車輛、船舶、高層建筑等大型結構的動力分析有著完整的解決方案。ANSYS的模態(tài)綜合法采用固定界面和自由界面模態(tài)綜合法，基本概念：
1) 固定界面模態(tài)綜合法的基本思想是將各子結構與其它子結構相連接的界面自由度完全約束，求出此時子結構的低階主模態(tài)集。然后通過釋放子結構界面自由度，分別得到子結構的剛體模態(tài)集和約束模態(tài)集，由 、 和 組成子結構的Ritz基。
2) 自由界面模態(tài)綜合法的基本思想是把子結構從整體系統(tǒng)中分割出來，將子結構間界面自由度上的約束全部去掉，對界面自由度的子結構進行模態(tài)分析。然后利用相鄰子結構界面位移協(xié)調條件和力平衡條件將各子結構綜合成一個整體。
自由界面法與固定界面法的區(qū)別在于固定界面法是將子結構界面完全約束住，利用界面約束的子結構綜合形成整體系統(tǒng)。而自由界面法則是將子結構界面間界面約束全部去掉，以界面無約束的子結構去綜合形成整體系統(tǒng)。
對于大部分動力分析通常采用固定界面法。自由界面法主要應用于：
對于中、高頻譜分析需要得到較精確的特征值時；
相鄰子結構間并不一定有直接對接關系（即不是剛性連接），但它們之間存在耦合關系。例如：轉子系統(tǒng)中轉軸和基礎這兩個相鄰子結構在油膜軸承處存在相對位移，兩個子結構借助于油膜相互作用、發(fā)生耦合關系。
這兩種方法的基本過程相同，區(qū)別在于對交界面的處理。
展開 四、綜合設計方法的內容與特點
?。ㄒ唬┦裁词?em>綜合設計法
為此，我們提出了采用綜合設計法，即綜合產品質量功能化設計、 動態(tài)優(yōu)化設計、智能控制系統(tǒng)設計和可視化設計（含仿真與試驗）4種設計方法中的兩種、三種或四種的設計法對產品進行設計，這可以在較大范圍內考慮前面提出的對產品綜合質量，廣義質量，（即包括Q、T、C、E等）的基本要求。
由于目前機械設備的多樣性與復雜性，以及各種設計方法目標與研究內容的局限性，要想用一種設計方法全部概括所有設計內容，全面地實現(xiàn)用戶或使用者對產品的總體質量的要求，這是十分困難的，也幾乎是不可能的。
因此，我們提出一種綜合設計法，即考慮單一設計方法的局限性，在現(xiàn)有的一些主要的方法中找出對產品總體質量，包括狹義質量（工作可靠性、技術性能）、制造成本、生產周期等有決定性影響，或有重要影響的少數(shù)幾種（如3種或4種）方法，在設計中加以綜合地考慮與實施。
?。?）兩種設計方法綜合在一起的設計法：如動態(tài)優(yōu)化設計與智能化設計兩種方法綜合在一起的設計方法，稱為兩化綜合設計法，
?。?）三種設計方法綜合在一起的設計法：如動態(tài)優(yōu)化設計、智能化設計和可視化設計等3種方法綜合在一起的設計方法，稱為三化綜合設計法（圖3），
?。?）四種設計方法綜合在一起的設計法：如“產品質量功能化設計、動態(tài)優(yōu)化設計、智能化設計和可視化設計等4種方法綜合在一起的設計方法，可以稱為四化綜合設計法或稱為1+3綜合設計法（圖4）。
這種綜合設計法可以在較大范圍內，考慮設計中應該考慮綜合質量的幾個主要問題，相對地較多地或為全面地反映對產品設計綜合質量（即結構性能：工作可靠性、安全性和工作耐久性，工作性能：技術性能和使用性能，制造性能：工藝性、經濟性和生產周期等）的要求。
?。ǘ┖显O計方法的具體內容
下面談一談綜合設計法具體內容的幾個方面。
1.
展開 通過兩個不同的音叉本體及相同的音叉把手子結構，講述了如何在Ansys Workbench中快速完成基于模態(tài)綜合法的動力學分析。2022 R1中的這個新功能比起傳統(tǒng)在經典界面下的操作，要方便很多，這為大規(guī)模動力學計算提供了更加便利快速的方法。
傳統(tǒng)有限元方法求解結構動力問題，面對復雜大型結構進行求解時，通常存在下列問題：網格數(shù)量大、計算時間長、高度依賴計算機資源。例如飛機、車輛、船舶、高層建筑、工程機械等結構通常模型規(guī)模宏大，為了獲取較準確模態(tài)參數(shù)，往往要求結構劃分較多單元，直接求解耗費大量資源，效率低下。
模態(tài)綜合法（Component Mode Synthesis）就是在這樣的背景下發(fā)展起來的一種縮減自由度方法。通過將復雜模型分解成若干個較簡單的子結構，對每個子結構分別進行模態(tài)分析，然后通過一定的模型組裝規(guī)則進行模態(tài)綜合。所謂綜合指的是將彼此分開獨立的結構組合成一個整體，綜合過程中需要滿足各個子結構間的兼容性和平衡約束條件。
Ansys中采用三步法處理模態(tài)綜合問題：1、超單元的生成(Generation pass)；2、超單元的使用(Use pass)；3、超單元的擴展(Expansion pass)。
以往在Ansys經典界面下，完成CMS三步法有著嚴格的操作步驟，其過程極其繁瑣。如今在Ansys Workbench 2022 R1中新增了Substructure Generation功能，我們可以通過Workbench便捷性的操作，快速完成基于模態(tài)綜合法的動力學分析。接下來我們以音叉結構自由模態(tài)分析為例，具體講述如何通過Workbench平臺建立模態(tài)綜合完成模態(tài)分析。
音叉結構分為兩部分，上部Y型結構為音叉本體，下部結構為把手（見圖1）。
展開 但我們認為：如果真的在設計中全面考慮與采用所有這些方法，這要花費很大的精力和較長的設計時間，也是很難做到的，因此，應該因不同產品的不同情況而側重于不同的設計方法，這就是我們提出將三種主要設計方法有機結合在一起的所謂三化綜合設計法的初衷。
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模態(tài)綜合法通過剛柔判別準則選取對系統(tǒng)動態(tài)響應貢獻顯著的低階模態(tài)，將物理坐標轉換為模態(tài)坐標，從而有效降低系統(tǒng)自由度；隨后，將降階后的柔性體模型與剛性部件通過運動副連接，建立完整的剛柔耦合多體系統(tǒng)模型。該方法在保證計算精度的同時顯著提高了仿真效率，其基本流程如圖1所示。
3、加權評分與數(shù)學模型
加權綜合評分法需按場景設定指標權重，沿海燈具側重鹽霧指標，高原燈具側重UV指標。時間加速系數(shù)（k=t?/t?）、老化動力學（s=s?×e^(-ω×θ×t)）及加速倍數(shù)（AF=T?/T?）模型，可實現(xiàn)實驗室與自然老化結果的等效轉換，為評價提供數(shù)學支撐。
</p><p><br></p><p>Altair 離散元法仿真綜合解決方案<strong> Altair</strong><sup><strong>?</strong></sup><strong> EDEM?</strong>，為食品加工企業(yè)提供了優(yōu)化工藝參數(shù)所需的關鍵信息，可最大限度減少結塊、離析與磨損問題，并在更換配料、調整配方或切換不同供應商的原材料時提供技術支持。
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? 模態(tài)綜合法的介紹
? 剛柔耦合分析的多種解決方案
? 柔性體分布載荷的施加與應用
郭聰蕊
?？怂箍刀囿w動力學仿真專家
在航空航天等行業(yè)一維系統(tǒng)仿真、三維多體系統(tǒng)建模與應用領域具有八年工作經驗，主要負責系統(tǒng)仿真、多體動力學產品的售前、售后、培訓和咨詢項目實施等工作。
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郭聰蕊
?？怂箍刀囿w動力學仿真專家
在航空航天等行業(yè)一維系統(tǒng)仿真、三維多體系統(tǒng)建模與應用領域具有八年工作經驗，主要負責系統(tǒng)仿真、多體動力學產品的售前、售后、培訓和咨詢項目實施等工作。
目前，兩種最常見的方法是：
? Lanczos 方法
? ACMS（自動部件模態(tài)綜合法）
Lanczos 方法僅進行必要的計算以找到所需要的根。它使用Sturm序列邏輯來確保找到所有模態(tài)。在提取相對較少的特征值時，Lanczos 的大部分計算時間都用于執(zhí)行對稱分解，因此在提高計算效率的策略方面與MSC Nastran中的線性靜態(tài)分析幾乎相同。
Ansys針對這類工程問題提供模態(tài)綜合法（CMS）利用超單元，將非關鍵部件進行縮減計算。
本文根據查閱到的網絡資料，對超單元縮減計算如何在Ansys Workbench 中實現(xiàn)，進行了介紹。
示例：
工業(yè)設計產品需要模擬工作環(huán)境進行振動試驗，產品本身結構已經很復雜，再加上工裝往往是一個更大的結構。
該方案結合了MSC Nastran線性、非線性功能，分享了車輛開發(fā)中的典型工況、評價標準；結合新能源動力系統(tǒng)特點，揭示動力懸置系統(tǒng)開發(fā)中需要考慮技術難點、以及如何在MSC Nastran中實現(xiàn)；針對路面不平度激勵，演示基于輪胎模型，提升仿真精度；針對一體化鑄造車身、懸架系統(tǒng)鑄造件、電池包等系統(tǒng)引起的模型規(guī)模增大問題，介紹外部超單元、自動部件模態(tài)綜合法、高性能計算設置等關鍵技術幫助企業(yè)解決開發(fā)中的問題
