Раздел 12


The Presentation inside:

Slide 0

Раздел 12 Вынужденное перемещение


Slide 1

Раздел 12. Вынужденное перемещение ВЫНУЖДЕННОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ В ДИНАМИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ………………12 - 4 МЕТОДЫ АНАЛИЗА………………......................................................………............ 12 - 5 МЕТОД №1...…………...…………………………………………………………………... 12 - 6 НАБОРЫ СТЕПЕНЕЙ СВОБОДЫ………........................................................……. 12 - 7 ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ……..………............………………………….................... 12 - 8 УРАВНЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ…………………….... 12 - 9 УРАВНЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ЧАСТОТНОГО ОТКЛИКА…..……………………….. 12 - 10 ЗАМЕЧАНИЕ К МОДАЛЬНОМУ МЕТОДУ...........................................……………... 12 - 11 ИНТЕРФЕЙС ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ...…….............................................……………….... 12 - 12 ПАРАМЕТР TYPE……….……………….............................……………………………... 12 - 13 ПРИМЕР: РАЗДЕЛЫ EXECUTIVE И CASE CONTROL……………………………….. 12 - 14 ПРИМЕР: РАЗДЕЛ BULK DATA…………............................................………………. 12 - 15 ПРИМЕР №7A – ПРЯМОЙ АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА С ВЫНУЖДЕННЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ.……………….…...........………………………. 12 - 16


Slide 2

Вынужденное перемещение (продолж.) ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА №7A…………………..............……………………12 - 18 РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ПРИМЕРА №7A………………………...……................... 12 – 20 ПРИМЕР №8B – МОДАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА С ВЫНУЖДЕННЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ………………………………………………….. 12 - 24 ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА №7B…………………..................................…... 12 - 26 РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ПРИМЕРА №7B……………………….....................….…12 - 28 ПРИМЕР №8A – ПРЯМОЙ АНАЛИЗ ЧАСТОТНОГО ОТКЛИКА С ВЫНУЖДЕННЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ………………………………….….…...…….. 12 - 32 ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА №8A...……………………................................ 12 - 34 РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ПРИМЕРА №8A………………...…….......................... 12 - 36 ПРИМЕР №8B - МОДАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЧАСТОТНОГО ОТКЛИКА С ВЫНУЖДЕННЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ………………………………….….…...……. 12 - 40 ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА №8B......……………………............................ 12 - 42 РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ПРИМЕРА №8A………………………......................... 12 - 44


Slide 3

Вынужденное перемещение в динамическом анализе Используется для анализа конструкций, подверженных заданным перемещениям, скоростям и ускорениям. Примеры воздействий: землетрясение (для анализа переходного процесса), вибрационный стенд с качающейся частотой (для анализа частотного отклика), дорожное воздействие на подвеску колес автомобиля.


Slide 4

Методы анализа Предусмотрено четыре метода: 1. Прямое задание вынужденного перемещения, скорости или ускорения (рекомендуемый метод). 2. Метод большой массы (см. Приложение E) 3. Метод большой жесткости (только вынужденное перемещение, см. Приложение E) 4. Метод множителей Лагранжа (см. Приложение E)


Slide 5

Метод №1 Метод №1 – рекомендуемый метод и он обсуждается на данном семинаре. Этот метод предусмотрен в MSC.Nastran (версия 2001 и дальнейших). В данном методе вынужденное перемещение моделируется прямым заданием необходимых перемещения, скорости или ускорения с помощью операторов SPC / SPC1 и SPCD в Bulk Data Section. Интерфейс метода очень близок к интерфейсу вынужденного перемещения в статическом анализе.


Slide 6

Наборы степеней свободы При прямом методе анализа вынужденное перемещение задается для степеней свободы из набора S-set.


Slide 7

Основные уравнения Для набора N-set уравнения колебаний выглядят как где ? y u i i i + = ? y u i i i u u u e e e + ? y u i i i u u u e e e + ? y u i i i u u u e e e s q p p u u K K K K u u B B B B u u M M M M s f s f ss sf fs ff s f ss sf fs ff s f ss sf fs ff .. .. . .


Slide 8

Уравнения для анализа переходных процессов Первое матричное уравнение может быть решено относительно перемещений F-set: Затем из второго матричного уравнения определяются силы закреплений: ( ) s fs s fs s fs f f ff f ff f ff u K u B u M p u K u B u M + + - = + + [ ] [ ] [ ] ? y u + ? y u + ? y u i i i + - = s f ss sf s f ss sf s f ss sf s s u u K K u u B B u u M M p q .. .. .. .. . . . .


Slide 9

Уравнения для анализа частотного отклика При анализе частотного отклика перемещения F-set определяются как Силы закреплений определяются из следующего выражения


Slide 10

Замечание к модальному методу Основываясь на опыте, можно рекомендовать всегда включать остаточные векторы в модальное решение. В настоящее время остаточные векторы по умолчанию в модальное решение не включаются.


Slide 11

Интерфейс пользователя Операторы SPC / SPC1 в Bulk Data Section используются для идентификации степеней свободы (СС), для которых задается вынужденное перемещение. Эти операторы активизируются оператором SPC в Case Control Section. Операторы SPCD в Bulk Data Section используются для задания вынужденных перемещений. Эти операторы инициируются с помощью параметра EXCITEID в операторах TLOADi или RLOADi в Bulk Data Section. Параметр TYPE в операторах TLOADi или RLOADi в Bulk Data Section определяет тип вынужденного перемещения (собственно перемещение, скорость или ускорение). Оператор PARAM, RESVEC, YES должен быть использован для инициализации метода остаточных векторов. (В будущих версиях MSC.Nastran предполагается инициировать этот метод по умолчанию.)


Slide 12

Параметр TYPE Тип воздействия задается в поле 5 оператора TLOADi в Bulk Data Section или в поле 8 оператора RLOADi в Bulk Data Section: При буквенном обозначении, для краткости, название типа воздействия можно сократить даже до одной буквы.


Slide 13

Пример: разделы Executive и Case Control SOL 111 CEND $ TITLE =Example for Direct Enforced Motion SUBTITLE=Modal Frequency Response Analysis $ SPC =1 METHOD =10 FREQUENCY=20 $ SET 1 = 1000,1001 ACCELERATION(SORT2,PRINT,PHAS)=1 $ SUBCASE 1 LABEL=Unit Acceleration in x-Direction DLOAD=100 $ SUBCASE 2 LABEL=Unit Acceleration in y-Direction DLOAD=200 $


Slide 14

Пример: раздел Bulk Data BEGIN BULK $ PARAM, G, 0.02 $ 2% Structural Damping SPC1, 1, 3456, 1000 $ z-Displ. and Rotations are fixed SPC1, 1, 12, 1000 $ x- and y-Accelerations are prescribed $ $ Modal Reduction EIGRL, 10,, 150. $ Modes up to 150Hz PARAM, RESVEC, YES $ Static Mode Shapes $ $ Base Motion Excitation $ RLOAD1, 100, 1001,,, 10,, A $ Load of Subcase 1: SPCD, 1001, 1000, 1, 1. $ Unit x-Acceleration $ RLOAD1, 200, 1002,,, 10,, A $ Load of Subcase 2: SPCD, 1002, 1000, 2, 1. $ Unit y-Acceleration $ TABLED1, 10 $ Constant for all Frequencies , 0., 1., 100., 1., ENDT FREQ1, 20, 1., 1., 49 $ Frequency Range from 1Hz to 50Hz $ INCLUDE 'tower.bdf' $ Structural Model $ ENDDATA


Slide 15

Пример №7A Прямой анализ переходного процесса с вынужденным перемещением


Slide 16

Пример №7A. Прямой анализ переходного процесса с вынужденным перемещением Используя прямой метод, выполнить анализ переходного процесса колебаний модели. Задано единичное синусоидальное ускорение заделки с частотой 250 Гц в Z направлении. Использовать конструкционное демпфирование g = 0,06, конвертировать его в вязкое на частоте 250 Гц.


Slide 17

Входной файл для Примера №7A ID SEMINAR, PROB7A SOL 109 TIME 30 CEND TITLE = TRANSIENT RESPONSE WITH BASE EXCITATION SUBTITLE = USING DIRECT TRANSIENT METHOD, NO REDUCTION ECHO = UNSORTED SPC = 200 SET 111 = 23, 33 DISPLACEMENT (SORT2) = 111 VELOCITY (SORT2) = 111 ACCELERATION (SORT2) = 111 SUBCASE 1 DLOAD = 500 TSTEP = 100 $ OUTPUT (XYPLOT) XGRID=YES YGRID=YES XTITLE= TIME (SEC) YTITLE= BASE ACCELERATION XYPLOT ACCELERATION RESPONSE / 23 (T3) YTITLE= BASE DISPLACEMENT XYPLOT DISP RESPONSE / 23 (T3) YTITLE= TIP CENTER DISPLACEMENT RESPONSE XYPLOT DISP RESPONSE / 33 (T3) $ BEGIN BULK $ $ PLATE MODEL DESCRIBED IN NORMAL MODES EXAMPLE $ INCLUDE ’plate.bdf’ PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, 0.00259 $ $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING $ PARAM, G, 0.06 PARAM, W3, 1571. $ $ APPLY EDGE CONSTRAINTS $ SPC1, 200, 12456, 1, 12, 23, 34, 45


Slide 18

Входной файл для Примера №7A $ $ APPLY ACCELERATION TO THE BASE $ SPC1, 200, 3, 23 SPCD, 600, 23, 3, 1.0 TLOAD2, 500, 600, , ACCE, 0.0, 0.004, 250., -90. $ $ RBE MASS TO REMAINING BASE POINTS $ RBE2, 101, 23, 3, 1, 12, 34, 45 $ $ SPECIFY INTEGRATION TIME STEPS $ TSTEP, 100, 200, 2.0E-4, 1 $ ENDDATA


Slide 19

Результаты решения Примера №7А


Slide 20

Результаты решения Примера №7А


Slide 21

Результаты решения Примера №7А


Slide 22

Результаты решения Примера №7А


Slide 23

Пример №7B Модальный анализ переходного процесса с вынужденным перемещением


Slide 24

Пример №7B. Модальный анализ переходного процесса с вынужденным перемещением Используя модальный метод, выполнить анализ переходного процесса колебаний модели. Задано единичное синусоидальное ускорение заделки с частотой 250 Гц в Z направлении. Использовать конструкционное демпфирование g = 0,06, конвертировать его в вязкое на частоте 250 Гц. Включите в решение остаточный вектор.


Slide 25

Входной файл для Примера №7B ID SEMINAR, PROB7B SOL 112 TIME 30 CEND TITLE = TRANSIENT RESPONSE WITH BASE EXCITATION SUBTITLE = USING MODAL TRANSIENT METHOD, NO REDUCTION ECHO = UNSORTED SPC = 200 METHOD = 1000 SET 111 = 23, 33 DISPLACEMENT (SORT2) = 111 VELOCITY (SORT2) = 111 ACCELERATION (SORT2) = 111 SUBCASE 1 DLOAD = 500 DLOAD = 500 TSTEP = 100 $ OUTPUT (XYPLOT) XGRID=YES YGRID=YES XTITLE= TIME (SEC) YTITLE= BASE ACCELERATION XYPLOT ACCELERATION RESPONSE / 23 (T3) YTITLE= BASE DISPLACEMENT XYPLOT DISP RESPONSE / 23 (T3) YTITLE= TIP CENTER DISPLACEMENT RESPONSE XYPLOT DISP RESPONSE / 33 (T3) $ BEGIN BULK $ $ PLATE MODEL DESCRIBED IN NORMAL MODES $EXAMPLE $ INCLUDE ’plate.bdf’ PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, 0.00259 $ $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING $ PARAM, G, 0.06 PARAM, W3, 1571. $ $ APPLY EDGE CONSTRAINTS $ SPC1, 200, 12456, 1, 12, 23, 34, 45


Slide 26

Входной файл для Примера №7B PARAM, RESVEC, YES EIGRL, 1000, , , 10 $ $ APPLY ACCELERATION TO THE BASE $ SPC1, 200, 3, 23 SPCD, 600, 23, 3, 1.0 TLOAD2, 500, 600, , ACCE, 0.0, 0.004, 250., -90. $ $ RBE MASS TO REMAINING BASE POINTS $ RBE2, 101, 23, 3, 1, 12, 34, 45 $ $ SPECIFY INTEGRATION TIME STEPS $ TSTEP, 100, 200, 2.0E-4, 1 $ ENDDATA


Slide 27

Результаты решения Примера №7B


Slide 28

Результаты решения Примера №7B


Slide 29

Результаты решения Примера №7B


Slide 30

Результаты решения Примера №7B


Slide 31

Пример №8A Прямой анализ частотного отклика с вынужденным перемещением


Slide 32

Пример №8A. Прямой анализ частотного отклика с вынужденным перемещением Используя прямой метод, определите частотный отклик плоской прямоугольной пластины (модель создана в Примере №1) в диапазоне 20-1000 Гц с шагом 20 Гц. Задается вынужденное перемещение угла пластины амплитудой 0,1. Используйте конструкционное демпфирование g=0,06.


Slide 33

Входной файл для Примера №8A ID SEMINAR, PROB8A SOL 108 TIME 30 CEND TITLE= FREQUENCY RESPONSE DUE TO .1 DISPLACEMENT AT TIP SUBTITLE= DIRECT METHOD ECHO= UNSORTED SPC= 1 SET 111= 11, 33, 55 DISPLACEMENT(PHASE, SORT2)= 111 $SDISP(PHASE, SORT2)= ALL set 222 = 11 OLOAD= 222 SUBCASE 1 DLOAD= 500 FREQUENCY= 100 $ OUTPUT (XYPLOT) $ XTGRID= YES YTGRID= YES XBGRID= YES YBGRID= YES YTLOG= YES YBLOG= NO XTITLE= FREQUENCY (HZ) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT LOADED CORNER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT LOADED CORNER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 11 (T3RM, T3IP) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT TIP CENTER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT TIP CENTER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 33 (T3RM, T3IP) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT OPPOSITE CORNER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT OPPOSITE CORNER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 55 (T3RM, T3IP) $ BEGIN BULK $ $ PLATE MODEL DESCRIBED IN NORMAL MODES EXAMPLE $ INCLUDE ’plate.bdf’ PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, 0.00259 $ $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING


Slide 34

Входной файл для Примера №8A $ PARAM, G, 0.06 $ $ APPLY UNIT DISPLACEMENT AT TIP POINT $ SPC1, 1, 3, 11 SPCD, 600, 11, 3, 0.1 $ RLOAD2, 500, 600, , ,310, , DISP $ TABLED1, 310, 0., 1., 10000., 1., ENDT $ $ $ SPECIFY FREQUENCY STEPS $ FREQ1, 100, 20., 20., 49 $ ENDDATA


Slide 35

Результаты решения Примера №8A


Slide 36

Результаты решения Примера №8A


Slide 37

Результаты решения Примера №8A


Slide 38

Результаты решения Примера №8A


Slide 39

Пример №8B Модальный анализ частотного отклика с вынужденным перемещением


Slide 40

Пример №8B. Модальный анализ частотного отклика с вынужденным перемещением Используя модальный метод, определите частотный отклик плоской прямоугольной пластины (модель создана в Примере №1) в диапазоне 20-1000 Гц с шагом 20 Гц. Задается вынужденное перемещение угла пластины амплитудой 0,1. Используйте конструкционное демпфирование g=0,06. Включите в решение остаточный вектор.


Slide 41

Входной файл для Примера №8B ID SEMINAR, PROB8B SOL 111 TIME 30 CEND TITLE= FREQUENCY RESPONSE DUE TO .1 DISPLACEMENT AT TIP SUBTITLE= MODAL METHOD ECHO= UNSORTED SPC= 1 SET 111= 11, 33, 55 DISPLACEMENT(PHASE, SORT2)= 111 $SDISP(PHASE, SORT2)= ALL set 222 = 11 OLOAD= 222 SUBCASE 1 METHOD= 1000 DLOAD= 500 FREQUENCY= 100 $ OUTPUT (XYPLOT) $ XTGRID= YES YTGRID= YES XBGRID= YES YBGRID= YES YTLOG= YES YBLOG= NO XTITLE= FREQUENCY (HZ) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT LOADED CORNER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT LOADED CORNER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 11 (T3RM, T3IP) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT TIP CENTER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT TIP CENTER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 33 (T3RM, T3IP) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT OPPOSITE CORNER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT OPPOSITE CORNER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 55 (T3RM, T3IP) $ BEGIN BULK $ $ PLATE MODEL DESCRIBED IN NORMAL MODES EXAMPLE $ INCLUDE ’plate.bdf’ PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, 0.00259 $ $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING


Slide 42

Входной файл для Примера №8B $ PARAM, G, 0.06 PARAM, RESVEC, YES EIGRL, 1000, , , 10 $ $ APPLY UNIT DISPLACEMENT AT TIP POINT $ SPC1, 1, 3, 11 SPCD, 600, 11, 3, 0.1 $ RLOAD2, 500, 600, , ,310, , DISP $ TABLED1, 310, 0., 1., 10000., 1., ENDT $ $ $ SPECIFY FREQUENCY STEPS $ FREQ1, 100, 20., 20., 49 $ ENDDATA


Slide 43

Результаты решения Примера №8B


Slide 44

Результаты решения Примера №8B


Slide 45

Результаты решения Примера №8B


Slide 46

Результаты решения Примера №8B


Slide 47


×

HTML:





Ссылка: