模態應變能
關注創建者：bandit 創建時間：2018-08-07
模態應變能的視頻教程
python自動將實驗得到的工程應力應變曲線轉換為LSDYAN能用的有效應力應變曲線
可以用python寫的軟件來將實驗得到的工程應力應變曲線轉變為LSDYNA里計算的有效應力應變曲線
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模態應變能的實例教程
對于基于模態疊加法的諧響應，瞬態動力學還有響應譜與隨機振動建議提取的模態的數量要達到90%的物理質量。如圖所示的提取12階模態的Z方向的有效質量與實際物理質量比為0.83。
5.模態應變能
下式給出了模態應變能的計算公式：
從上式可見，單元模態應變能越高，局部的位移越大，結構的剛度就越低。在產品模態分析中，某階模態頻率下的模態應變能分布反映了產品在該模態振型下變形集中區域，局部模態應變能的集中反映了在該階振型下產品變形時局部剛度的不足，當車身受到外界激勵時更容易產生變形。
在ANSYS Workbench的獲取方法如下：
文章來源：ANSYS空間 ，作者張老師 仿真驅動設計
展開 </p>
<ul class=" list-paddingleft-2" style="list-style-type: disc;">
<li><p> /POST1提取應變能</p></li>
</ul>
<p>在<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/2877" class="jsk-anchor">ANSYS APDL</a>主界面，Main Menu-General Postproc-Element Table-Define Table中依次定義應變能和體積，可以顯示包括每個單元的應變能和體積數據，應變能密度=應變能/體積。</p>
<p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/5c/48ea6607e1b221bd945781736706aa.png" style="width:280.46497pt;height:340.4574pt;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/msimage/5c/48ea6607e1b221bd945781736706aa.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/msimage/5c/48ea6607e1b221bd945781736706aa.png?image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/msimage/5c/48ea6607e1b221bd945781736706aa.png"></p>
<p>整體模型的應變能和體積數據。
展開 為了在最終的頻響曲線中考慮到材料或者減（吸）振器阻尼耗能的頻率相關特性，就可以利用模態阻尼。本文主要介紹相關概念以及在Abaqus中的實現過程，并進而引出減振產品（結構）開發與優化問題的提法。
▲圖0 頻響曲線
2. 穩態動力學分析
在簡諧激振作用下的強迫振動，包含過渡過程和穩態響應兩部分。由于結構中不可避免地會出現阻尼力，過渡過程是迅速衰減的瞬態振動；同系統的穩態響應相比較，這種瞬態振動在某些問題中是相對次要的，因而可以不與考慮。所討論的穩態動力學分析(SteadyState Dynamics)是指在簡諧激勵作用下的系統穩態響應。盡管穩態分析是針對諧振激勵，但是由于任意一個振動激勵我們都可以通過看作是頻域上若干簡諧激勵的疊加，因此穩態分析對于控制某個隨機的振動過程也非常重要。可以指導減振產品開發與優化。
在Abaqus中的三種穩態動力分析計算方法：Direct, modal，subspace。對于三種方法的適用性可以參考Abqus用戶手冊或者《Abaqus動力學有限元分析指南》。由于modal方法的計算量較小便于快速評估產品方案，因此這里主要介紹基于modal法穩態分析得到頻響曲線。
3. 模態阻尼
對于粘彈性材料來說，材料本身的耗能特性就與頻率相關；而由粘彈性材料與其他材料一起制作而成的構件在不同頻率（或者不同模態/陣型/mode shape））對應的耗能特性（阻尼）并不一樣，由此引入模態阻尼的概念。以有限元與模態應變能法為工具，就可以獲得構件（或結構）以不同頻率/模態/陣型/mode shape振動時所對應的阻尼。
4. 算例：通過模態動力學穩態分析獲得頻響曲線
以下我們通過一個算例來闡述如何獲得頻響曲線。并且我們假定已通過模態應變能法以獲得了模態與阻尼的關系。
展開 “以前，我們基于經驗和最大應變能法進行地板的阻尼設計。但是我們并沒有阻尼精確仿真的技術手段，因此并不確定這樣的方案是否最優，除非去做實驗驗證。” 北京汽車股份研究院NVH部長及專業總師吳列說道，“在實車驗證時如果車的聲學性能不過關，再根據經驗在樣車上增加阻尼的使用。但是我們不確定這種方法是否是最有效、最經濟的。”
汽車行業普遍的仿真做法是采用模態應變能法，獲取最大應變能的位置，并根據地板鈑金件的平整程度，在易于貼附的位置大面積使用阻尼材料。這就帶來兩個問題：一、不確定模態應變能法識別出的位置是否對路噪、發動機噪聲等真實載荷真的有效；二、無法得知方案是否可以達到真正控制振動噪聲的目的。國內汽車NVH團隊在進行阻尼的NVH性能仿真模擬時，普遍采用非結構質量模擬阻尼層，并對車身結構定義經驗性的模態阻尼來近似體現阻尼材料的效果。這與實際阻尼鋪設方案有很大差別，并不能直接驗證阻尼方案的最終效果。
“汽車市場的競爭越加劇烈，我們急迫需要找到一種可以精確模擬阻尼材料振動噪聲性能的CAE方法，”吳列總師說道，“能夠針對實際載荷響應進行阻尼的優化，在保證車輛性能的前提下控制成本。”
展開 <p>鋼筋采用link10單元，通過溫差法施加預應變</p><p>幾何模型</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202601/attachment/1d84759427044b8ea948ae93489c3eb1.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
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<p>鋼筋采用link10單元，通過溫差法施加預應變</p><p>幾何模型</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com
應變能是材料科學和力學領域中一個重要的概念，它與材料的形變和能量密切相關。
本文將全面介紹應變能的概念、計算方法以及在不同領域的應用。
1. 定義與基本概念
應變能（Strain Energy）是物體在受力變形過程中所儲存的能量。
它是材料在受到形變時所吸收的外部功的量度，表示了形變材料的彈性性質。
應變能可以分為彈性形變能和塑性形變能，兩者的計算方法和性質有所不同
可以直接使用建立好的平順性或者操縱穩定性分析的整車模型，直接調用Adams/Vibration模塊，進行系統模態分析，包括附帶的特性和其它一些非線性特性，強迫振動響應和每階模態的動畫，每階模態的動能、應變能、耗散能的數值分布，同一模型就可以直接研究振動性能，研究各參數對整個系統模型的影響。
#! https://zhuanlan.zhihu.com/p/612344564
聲明：本文僅介紹他人成果
今天找文獻的時候看到中國科學院力學研究所在88年發的一文章，文章很短，講了了一個復材準則:比應變能密度破壞準則.可以用于預測復合材料破壞強度（在什么應力狀態下發生失效）。
論文鏈接: http://www.cqvip.com/qk/94252x/19892
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<p>對于靜力分析，常提取結構的變形、<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/4700" class="jsk-anchor">應力</a>、應變和約束反力等結果，相關方法可查看，而對于動力分析，常提取結構的位移、速度、加速度、反應譜等計算結果。而能量是表征物理系統做功的量度
阻尼是和頻率相關的，但模態疊加法只需要知道n個模態阻尼即可推廣到其他頻率范圍（原因詳見文內公式）而模態阻尼可以利用模態應變能法求出
1. 諧響應分析的目的
用來求解結構在連續諧波激勵下的線性響應.求解穩態動力學響應有三種方法：subspace,direct,modal。base modal的方法是利用前一個分析步提取出來的一系列模態特征計算穩態解。
2.
圖4 在S4WT軟件中構建參數化高精度模型并做模態分析
通過整機模態分析得到了系統在28.5Hz附近(28.21Hz)的模態特征頻率及模態振型，并找出在該階頻率下模態應變能最大，即對系統振動貢獻最大部件為主軸和一級行星架齒輪的襯套。通過整機系統級瞬態分析，發現產生振動的原因在于齒輪嚙合位置變化產生的剛度變化引起齒輪振動，進而通過軸承傳遞到整個傳動系統。
寫論文需要R曲線（斷裂韌性-裂紋長度），但是不會編程
經常在參考書上看到關于沙漏控制的描述：當偽應變能（ALLAE）超過內能（ALLIE）的10%以后，沙漏效應過大，仿真無效。
于是在6.13幫助文檔查了一下關于ALLAE的描述，具體目錄為Getting Started with Abaqus: Interactive Edition中的10.5.2節，見附圖1。
可見ALLAE是abaqus用來控制沙漏效應的一種手段，當該手段與真實內能ALLIE
5.模態應變能
下式給出了模態應變能的計算公式：
從上式可見，單元模態應變能越高，局部的位移越大，結構的剛度就越低。在產品模態分析中，某階模態頻率下的模態應變能分布反映了產品在該模態振型下變形集中區域，局部模態應變能的集中反映了在該階振型下產品變形時局部剛度的不足，當車身受到外界激勵時更容易產生變形。
