模态分析和频率响应分析的目的.docx
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1、模态分析和频率响应分析的目的有限元分析类型 一、nastran中的分析种类 静力分析 静力分析是工程结构设计人员使用最为频繁的分析手段,主要用来求解结构在与时间无关或时间作用效果可忽略的静力载荷作用下的响应、得出所需的节点位移、节点力、约束反力、单元内力、单元应力、应变能等。该分析同时还提供结构的重量和重心数据。 屈曲分析 屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷,NX Nastran中的屈曲分析包括两类:线性屈曲分析和非线性屈曲分析。 动力学分析 NX Nastran在结构动力学分析中有非常多的技术特点,具有其他有限元分析软件所无法比拟的强大分析功能。结构动力分
2、析不同于静力分析,常用来确定时变载荷对整个结构或部件的影响,同时还要考虑阻尼及惯性效应的作用。 NX Nastran的主要动力学分析功能:如特征模态分析、直接复特征值分析、直接瞬态响应分析、模态瞬态响应分析、响应谱分析、模态复特征值分析、直接频率响应分析、模态频率响应分析、非线性瞬态分析、模态综合、动力灵敏度分析等可简述如下: q 正则模态分析 正则模态分析用于求解结构的固有频率和相应的振动模态,计算广义质量,正则化模态节点位移,约束力和正则化的单元力及应力,并可同时考虑刚体模态。 q 复特征值分析 复特征值分析主要用于求解具有阻尼效应的结构特征值和振型,分析过程与实特征值分析类似。此外Nas
3、tran的复特征值计算还可考虑阻尼、质量及刚度矩阵的非对称性。 q 瞬态响应分析 瞬态响应分析在时域内计算结构在随时间变化的载荷作用下的动力响应,分为直接瞬态响应分析和模态瞬态响应分析。两种方法均可考虑刚体位移作用。 直接瞬态响应分析 该分析给出一个结构随时间变化的载荷的响应。结构可以同时具有粘性阻尼和结构阻尼。该分析在节点自由度上直接形成耦合的微分方程并对这些方程进行数值积分,直接瞬态响应分析求出随时间变化的位移、速度、加速度和约束力以及单元应力。 模态瞬态响应分析 在此分析中,直接瞬态响应问题用上面所述的模态分析进行相同的变换,对问题的规模进行压缩,再对压缩了的方程进行数值积分,从而得出与
4、用直接瞬态响应分析类型相同的输出结果。 q 随机振动分析 该分析考虑结构在某种统计规律分布的载荷作用下的随机响应。例如地震波,海洋波,飞机超过建筑物的气压波动,以及火箭和喷气发动机的噪音激励,通常人们只能得到按概率分布的函数,如功率谱密度函数,激励的大小在任何时刻都不能明确给出,在这种载荷作用下结构的响应就需要用随机振动分析来计算结构的响应。NX Nastran中的PSD可输入自身或交叉谱密度,分别表示单个或多个时间历程的交叉作用的频谱特性。计算出响应功率谱密度、自相关函数及响应的RMS值等。计算过程中,NX Nastran不仅可以像其他有限元分析那样利用已知谱,而且还可自行生成用户所需的谱。
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