瞬態響應的案例
無網格劃分新技術midas MeshFree - 瞬態響應分析案例
簡便 高效
今天為大家帶來的是瞬態響應分析模塊，針對下面的機器人模型，用MeshFree進行分析。
分析模型
模型中一共七個部件，各部件之間采用焊接接觸。對上圖中小部件的兩個內面設置剛性連接，并對剛性連接點進行約束。最后在該點施加隨時間變化的速度載荷。
MeshFree的分析流程
①新建項目，并選擇分析類型
選擇瞬態響應分析，方法選擇模態疊加法。
②導入CAD
③選擇材料模型
各部件材料選擇默認的Alloy Steel。
④接觸設置
各部件之間的接觸采用程序自動創建的接觸，接觸類型為焊接接觸。
⑤施加邊界條件和載荷
定義剛性連接
定義約束
定義瞬態速度載荷
⑥分析設置
瞬態響應分析控制
定義時間步
⑦求解后查看結果
MeshFree位移動畫
MeshFree應力動畫
MeshFree瞬態響應分析—總體隨時間的響應
同樣，利用ANSYS軟件對該模型進行了瞬態動力學分析，也給出了整體結構的總體響應云圖。
ANSYS動畫-位移
ANSYS動畫-應力
隨后，提取模型中桿件中部一點的變形和應力的時程數據，進行對比
提取點所在位置
MeshFree中該點位移時程曲線
MeshFree中該點應力時程曲線
ANSYS中該點位移時程曲線
ANSYS中該點應力時程曲線
經過上述云圖及曲線的對比，兩款軟件計算時程響應是一致的，也說明MeshFree的瞬態響應分析模塊結果是準確的。
展開 轉子動力學中諧波響應和三維瞬態響應
主要介紹了轉子動力學中諧波響應和三維瞬態響應的理論背景。諧波響應主要基于非旋轉坐標系系統，求解算式的算法分為模態和直接算法，最終可以獲得四種類型的結果。三維瞬態響應的原理基本方程與諧波響應略有區別，
Hilbert Hughes Taylor算法為求解的默認動態響應算法，但還有其他三種算法可供選擇，最終可以提供四種類型的結果展示。
背景理論文檔.pdf
基于nastran的瞬態響應分析比較
概述
瞬態響應：又叫動態響應或者暫態響應，指系統在某一典型時域信號輸入作用下，其系統輸出量從初始狀態到穩定狀態的變化過程。平常遇到的跌落、沖擊、碰撞等等都是瞬態響應的過程。
目前常用的瞬態響應分析主要有兩種方法：直接法和模態法
直接法：該分析給出一個結構對隨時間變化的載荷的響應。該分析在節點自由度上直接形成耦合的微分方程并對這些方程進行數值積分，求出隨時間變化的相關需求量，如位移，加速度，應力等等。 Nastran中的求解卡片為SOL 109(Dir. Transient Response)
模態法：首先通過求解模態特征值，將物理坐標轉換為模態坐標，解耦為單自由度系統，將物理響應表征為部分（或者說低階模態，一般是前2~10階）模態響應的疊加（即所謂的模態疊加），相當于是對計算的規模進行了壓縮，再對壓縮了的方程進行數值積分。Nastran中的求解卡片為SOL 112(Modal Transient Response)
網絡上對于模態響應的理論說明的文章眾多，有興趣的同學可以搜索仔細研讀，本文不再贅述理論。
實例
下面就一個簡單的例子來說明直接瞬態分析法和模態瞬態分析法的差異，以計算時間和應力響應作為對比參數。
如圖所示的有限元模型，分別用體單元和殼單元表示兩種規模不同的模型，至于體單元和殼單元引起的模態，應力結果等的差異不在本文討論的范圍之內。
展開 單片機控制的直流瞬態響應測量儀器
用單片微型計算機控制直流(電路或電源)瞬態響應測量儀器是一種數據采集和處理系統,也是一種機械、電子一體化的設備,其組成部分包括12位A/D轉換器、同步采樣電路、存貯器、單片計算機、D/A轉換及微型打印機等。瞬態特性可用普通示波器觀測或由微型打印機記錄。經過數據處理直接給出瞬態特征參數。實際應用證明,儀器便于操作、準確度高而成本低。研究成果已通過鑒定。
單片機控制的直流瞬態響應測量儀器.pdf
船舶撞擊下的內河框架碼頭瞬態響應分析
摘要：基于目前內河大水位差框架碼頭結構的設計和計算方法，通過建立三維有限元仿真模型，對框架碼頭結構在船舶撞擊作用下的瞬態響應進行了分析，并與傳統靜力分析相比較。結果表明：結構位移橫向比縱向反應敏感，向江側比向岸側敏感，并且隨著時間推移。峰值逐漸減小。結構整體、局部動力特性和撞擊加栽的共同作用，是造成各構件內力差異的主要因素。為得到比較真實精確的結果，設計人員應當考慮碼頭結構在船舶撞擊下的瞬態動力影響，其研究成果能夠為類似工程設計提供參考作用。
船舶撞擊下的內河框架碼頭瞬態響應分析.pdf
轉子——非線性彈性支承系統的瞬態響應
轉子——非線性彈性支承系統的瞬態響應<BR><Font color=#FF0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2006-10-13 07:50:34被malong評為4星級，為發貼者加分80。</Font><BR><Font color=#FF0000><B>點評:</B></Font>
轉子——非線性彈性支承系統的瞬態響應.pdf
自控2011第3章 時域瞬態響應分析
控制系統的輸出響應是由和兩部分組成。 系統在某一典型信號輸入作用下，其系統輸出量從初始狀態到穩定狀態的變化過程。瞬態響應也稱動態響應或過渡過程或暫態響應。 ：系統在某一典型信號輸入的作用下，當時間趨于無窮大時的輸出狀態，穩態響應有時也稱為靜態響應。
自控2011第3章_時域瞬態響應分析.pdf
柴油機機體與油底殼組合瞬態響應有限元分析
采用ANSYS有限元分析軟件建立了495型柴油機機體和油底殼組合的有限元模型，對機體施加缸內壓力，活塞側向力以及主軸承力，并進行了有限元瞬態響應計算，得出機體的一個工作循環的表面振動速度響應，結果發現在機體曲軸箱中部對應于第三、第四軸承處振動最大，計算結果為改進機體結構、降低振動噪聲提供了依據
柴油機機體與油底殼組合瞬態響應有限元分析.pdf
Samcef for Rotor 瞬態響應
在數據分析模塊下通過設置選擇瞬態響應分析求解器，在data library下輸入轉速激勵，設置lump mass及unbalance load進行仿真。
視頻中所用模型可以在samcef rotor 的tutorial中找到。
操作文檔見附件；
百度上傳：http://pan.baidu.com/s/1sj5DsZz
優酷視頻：http://v.youku.com/v_show/id_XODc4NzYwNDM2.html
某地鐵能量回收系統IGBT模塊熱瞬態響應仿真分析
熱瞬態數值模擬的要點：首先功率器件內部的分布和分立器件的各自的瞬態熱耗函數必須確定，其次定義仿真域和瞬態熱響應的時間周期，最后就是網格的劃分和運行計算了，以上就關鍵結果輸出供大家參考，有疑問可留言。
關于模態分析和頻率響應分析
有限元分析類型
一、nastran中的分析種類
（1）靜力分析
靜力分析是工程結構設計人員使用最為頻繁的分析手段，主要用來求解結構在與時間無關或時間作用效果可忽略的靜力載荷（如集中載荷、分布載荷、溫度載荷、強制位移、慣性載荷等）作用下的響應、得出所需的節點位移、節點力、約束反力、單元內力、單元應力、應變能等。該分析同時還提供結構的重量和重心數據。
（2）屈曲分析
屈曲分析主要用于研究結構在特定載荷下的穩定性以及確定結構失穩的臨界載荷，NX Nastran中的屈曲分析包括兩類：線性屈曲分析和非線性屈曲分析。
（3）動力學分析
NX Nastran在結構動力學分析中有非常多的技術特點，具有其他有限元分析軟件所無法比擬的強大分析功能。結構動力分析不同于靜力分析，常用來確定時變載荷對整個結構或部件的影響，同時還要考慮阻尼及慣性效應的作用。
NX Nastran的主要動力學分析功能：如特征模態分析、直接復特征值分析、直接瞬態響應分析、模態瞬態響應分析、響應譜分析、模態復特征值分析、直接頻率響應分析、模態頻率響應分析、非線性瞬態分析、模態綜合、動力靈敏度分析等可簡述如下：
正則模態分析
正則模態分析用于求解結構的固有頻率和相應的振動模態，計算廣義質量，正則化模態節點位移，約束力和正則化的單元力及應力，并可同時考慮剛體模態。
復特征值分析
復特征值分析主要用于求解具有阻尼效應的結構特征值和振型，分析過程與實特征值分析類似。此外Nastran的復特征值計算還可考慮阻尼、質量及剛度矩陣的非對稱性。
瞬態響應分析（時間-歷程分析）
瞬態響應分析在時域內計算結構在隨時間變化的載荷作用下的動力響應，分為直接瞬態響應分析和模態瞬態響應分析。兩種方法均可考慮剛體位移作用。
直接瞬態響應分析
該分析給出一個結構隨時間變化的載荷的響應。
展開 
用Matlab編制的多自由度瞬態動力學強迫響應計算程序分享======Newmark&Runge-Kutta
%% 多自由度系統瞬態響應分析,New-mark Beta，適用于非比例阻尼，非線性剛度，非線性阻尼;
%% Inputs:
% K Stiff matrix
% C Damping matrix, Structural Damping will be transformed to viscous
% damping.
% M Mass matrix
% fi_set Force excitation DOFs.
% Force Force matrix for every i_set
% R_set Output DOFs, Disp, Velo,Acc output in cell format.
%% mxl.2015-5-24
% 單位制不做規定；默認自由度序號為從1到N
% 在本程序中沒有考慮非線性剛度 K=K(t)，非線性阻尼C=C(t)這類問題，后續可以添加；
% 輸入默認為：x(0)=0,x'(0)=1;t 表示時間；
% 強迫位移，強迫速度和強迫加速度功能沒有考慮；
% 結構阻尼輸入的時候，轉換為等效粘性阻尼的功能還沒有添加；
% 輸出請求為位移，速度和加速度，不含應力；
clear
clc
dt=0.0001;
t=[0:dt:10]';% 延遲計算時間到15秒，可以看到明顯的數值阻尼
method='Newmark';% Runge-Kutta,Runge-Kutta
% M=0.2533;
% K0=10;
% C=0.592;
m1=2e2;m2=5e3;
k1=2e6;k2=1.5e6;
c1=1000;c2=2000;
M=diag([m1,m2]);
C=[
c1+c2,-c2;
-c2,c2;
];
K0=[
k1+k2,-k2;
-k2,k2;
];
fi_set=1;
Force=5*sin(pi*t/0.6);
展開 《MSC.Nastran有限元動力分析與優化設計實用教程》
第1章 程序概況
1.1 關于MSC.Sor,rare公司
1.2 關于MSC.Sofiware公司的產品
1.3 關于MSC.Patran
1.4 關于MSC.NaStran
1.5 關于MSC.Nastran的輸入文件
1.6 關于MSC.Nastran的輸出文件
第2章 動力分析的基礎
2.1 運動方程
2.2 動力分析類型
2.3 動力分析過程
2.4 質量輸入
2.5 阻尼輸入
2.6 動力分析中的單位
第3章 實特征值分析
3.1 實特征值分析概述
3.2特征值計算方法
3.3 計算方法的比較
3.4 實特征值分析的求解控制及流程
3.5 實特征值分析例子
第4章 頻率響應分析
4.1 頻率響應分析概述
4.2 直接頻率響應分析
4.3 模態頻率響應分析
4.4 模態法與直接法比較
4.5 頻率相關載荷的定義
4.6 解對應的載荷頻率
4.7 頻率響應分析的求解控制及流程
4.8 頻率響應分析例子
第5章 瞬態響應分析
5.1 瞬態響應分析概述
5.2 直接瞬態響應分析
5.3 模態瞬態響應分析
5.4 模態法與直接法比較
5.5 瞬態載荷的定義
5.6 求解使用的積分時間步
5.7 瞬態響應分析的求解控制及流程
5.8 瞬態響應分析例子
第6章 強迫運動分析
6.1 概述
6.2 瞬態與頻率響應中的大質量法
6.3 大質量法的用戶接口
6.4 有強迫加速度的瞬態響應分析例子
6.5 有強迫位移的直接頻率響應例子
第7章 高級動力分析
7.1 概述
7.2 動力縮減
7.3 復特征值分析
7.4 響應譜分析
展開 簡述ABAQUS中瞬態動力學分析的幾種方法
瞬態動力學分析用來研究時域載荷作用下的結構動力學響應問題。ABAQUStigong的瞬態動力學分析方法包括：隱式動力學分析、子空間顯式動力學分析，顯式動力學分析以及模態瞬態動力學分析。
1、隱式動力學分析
ABAQUS/Standard隱式動力學分析通過對時間進行隱式積分求解動力學問題，適用于(強)非線性瞬態響應分析。
2、子空間顯式動力學分析
ABAQUS/Standard子空間顯式動力學分析，通過對子空間下的動力學方程直接積分來求解系統瞬態響應，子空間基向量由系統的特征向量構成。這種方法能夠非常有效的求解具有弱非線性系統的瞬態響應。
3、顯式動力學分析
ABAQUS/Explicit顯式動力學分析對結構的運動方程直接進行顯式積分，進而求解動力學問題，該方法能夠有效處理載荷作用時間較短的大規模模型。
4、模態瞬態動力學分析
BAQUS/Standard模態瞬態動力學分析應用模態疊加法求解線性系統的瞬態響應問題。模態瞬態分析建立在線性系統的特征模態基礎上，因此在應用該方法之前必須先提取系統的特征模態。
上述幾種求解瞬態動力學問題的方法各有其特點和適用范圍，其中模態瞬態動力學分析方法主要用于線性系統的瞬態響應問題。
在實際應力中我們可能較少的接觸模態瞬態求解分析，它是所有動力學求解方法中效率最高的一種方法。模態疊加法求解瞬態動力學問題有其自身的優勢和局限性，在進行模態瞬態響應分析前需要考慮以下幾個問題，以便合理地選擇分析方法和設置參數。
展開 Abaqus瞬態動力學總結
瞬態動力學分析用來研究時域載荷作用下的結構動力學響應問題。ABAQUS提供的瞬態動力學分析方法包括：隱式動力學分析、子空間顯式動力學分析，顯式動力學分析以及模態瞬態動力學分析。
1、隱式動力學分析
ABAQUS/Standard隱式動力學分析通過對時間進行隱式積分求解動力學問題，適用于(強)非線性瞬態響應分析。
2、子空間顯式動力學分析
ABAQUS/Standard子空間顯式動力學分析，通過對子空間下的動力學方程直接積分來求解系統瞬態響應，子空間基向量由系統的特征向量構成。這種方法能夠非常有效的求解具有弱非線性系統的瞬態響應。
3、顯式動力學分析
ABAQUS/Explicit顯式動力學分析對結構的運動方程直接進行顯式積分，進而求解動力學問題，該方法能夠有效處理載荷作用時間較短的大規模模型。
4、模態瞬態動力學分析
ABAQUS/Standard模態瞬態動力學分析應用模態疊加法求解線性系統的瞬態響應問題。模態瞬態分析建立在線性系統的特征模態基礎上，因此在應用該方法之前必須先提取系統的特征模態。
上述幾種求解瞬態動力學問題的方法各有其特點和適用范圍，其中模態瞬態動力學分析方法主要用于線性系統的瞬態響應問題。
在實際應力中我們可能較少的接觸模態瞬態求解分析，它是所有動力學求解方法中效率最高的一種方法。模態疊加法求解瞬態動力學問題有其自身的優勢和局限性，在進行模態瞬態響應分析前需要考慮以下幾個問題，以便合理地選擇分析方法和設置參數。
時域載荷能否用特征模態精確描述；
-- 模態疊加計算后保留的模態必須足以覆蓋載荷所包含的頻率；
-- 初始條件能否用特征模態來精確描述；
-- 對突然施加的載荷所引起的初始加速度能否用特征模態來精確描述
-- 僅僅進行線性動力學分析是否能夠滿足要求。
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