仿真在线:有限元分析咨询与培训中心——Ansys|Fluent|Abaqus|HFSS|SolidWorks|课程培训

ABAQUS動態分析:圓筒的頻率提取分析

2017-03-02  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

ABAQUS中的動態分析包括兩類基本方法:1)振型疊加法(modal superposition procedure):用于求解線性動態問題;2)直接解法(direct-solution dynamic analysis procedure):主要用于求解非線性動態問題。 本文采用第一種方法,即振型疊加法來求解在載荷作用下的圓筒的瞬時模態。分為兩步,第一步:圓筒的頻率提取分析;第二步:載荷作用下的圓筒瞬時模態分析。

ABAQUS中的動態分析包括兩類基本方法:
1)振型疊加法(modal superposition procedure):用于求解線性動態問題;
2)直接解法(direct-solution dynamic analysis procedure):主要用于求解非線性動態問題。
振型分析法包括以下幾種分析類型。
1)系統是線性的,即線性材料特性,無接觸行為,不考慮幾何非線性。
2)響應只受相對較少的頻率支配。當在響應中頻率成分增加時,例如打擊和碰撞問題,振型法的效率將會降低。
3)載荷的主要頻率應該在所提取的頻率的范圍之內,以確保對載荷的描述足夠準確。
4)特征模態應該能精確的描述任何突然加載所產生的初始加速度。
5)系統的阻尼不能太大。
下面將ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit進行比較。ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explici都能分析多種類型的問題,應該根據問題的和求解效率來選擇合適的分析類型。一般來說,對于光滑的非線性問題,ABAQUS/Standard更有效,而 ABAQUS/Explicit適于求解復雜非線性動力學問題,特別是用于模擬短暫。瞬時的動態事件,如沖擊和爆炸問題。有些復雜的接觸問題,例如模擬成形,使用ABAQUS/Standard要進行大量的迭代,甚至可能發生不收斂問題,而使用 ABAQUS/Explici就可以大大縮短計算時間。只要網格是相對均勻的,模型的規模越大, ABAQUS/Explici在計算成本方面的優勢越大。
具體區別如下:


表1 ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit的主要區別

2010年08月31日 - 林子 - 林子清風 CAE/CFD工作室


注:ABAQUS的所以單元均可用于動態分析,選取單元的一般原則與靜態分析相類似。但在模擬沖擊和爆炸載荷問題時,應該選用一階單元,因為它們具有集中質量公式,模擬應力波的效果優于二階單元采用的一致質量公式。
本文采用第一種方法,即振型疊加法來求解在載荷作用下的圓筒的瞬時模態。分為兩步,第一步:圓筒的頻率提取分析;第二步:載荷作用下的圓筒瞬時模態分析。
(一)圓筒的頻率提取分析
頻率提取分析的目的是得到結構的振型和固有頻率,在使用各種振型疊加法進行線性動態分析時,都首先要完成頻率提取分析。
圓筒的二維模型如圖1,由于是軸對稱模型,分析時采用四分之一的模型。材料的彈性模量為210000MPa,泊松比為0.3,密度為7.8e-9 t/mm3,經過本人的嘗試,只需提取圓筒的前40階固有頻率和振型,已經足夠了。下面對單位進行一下說明。ABAQUS(幾乎所以的有限元分析軟件)中的量是沒有單位而言的,要用戶自己保證量綱的統一,例如可以都使用國際單位制,即m、kg、N、s等,相應的密度單位是kg/m3,應力單位是Pa。需要注意的是,如果長度單位使用mm,那么質量單位就是t,相應的密度單位就是t/mm3,應力單位是MPa。前處理完成后的模型如圖2。

2010年08月31日 - 林子 - 林子清風 CAE/CFD工作室
圖1

2010年08月31日 - 林子 - 林子清風 CAE/CFD工作室
圖2


計算結束后,查看一下dat文件,因為里面有與結果相關的數據具體如下:
TOTAL MASS OF MODEL
1.8966375E-02
…………
MODE NO EIGENVALUE FREQUENCY GENERALIZED MASS
(RAD/TIME) (CYCLES/TIME)
1 1.14575E-06 1.07040E-03 1.70359E-04 1.89664E-02
2 29726. 172.41 27.440 3.74005E-03
3 1.17868E+05 343.32 54.641 3.09792E-04
4 1.46598E+05 382.88 60.937 4.26954E-04
……
37 3.50701E+07 5922.0 942.52 3.78710E-03
38 3.70471E+07 6086.6 968.72 9.82809E-05
39 3.80135E+07 6165.5 981.27 1.26494E-03
40 3.95835E+07 6291.5 1001.3 1.68152E-04
在以上數據中可以看到,所提取的最高頻率為1001.3Hz。上述數據的廣義質量(GENERALIZED MASS)表示的是對應于該振型的單自由度系統的質量。


P A R T I C I P A T I O N F A C T O R S(參與系數)
MODE NO X-COMPONENT Y-COMPONENT Z-COMPONENT
1 4.00256E-12 1.0000 -4.02544E-12
2 -1.0129 2.01256E-11 1.0129
3 1.10734E-02 -1.41028E-10 1.14644E-02
4 3.13598E-03 2.49972E-11 3.30434E-03
……
38 0.32556 1.58291E-11 0.32664
39 -0.24865 1.02096E-12 -0.24860
40 0.15130 4.05033E-12 0.15033
為簡便起見,上述數據已經省去了X-ROTATION,Y-ROTATION,Z-ROTATION三個分量。以上參與系數反映了該階振型在哪個自由度上起主導作用。例如,第二階振型在Z方向上起作用。
E F F E C T I V E M A S S(有效質量)
MODE NO X-COMPONENT Y-COMPONENT Z-COMPONENT
1 3.03851E-25 1.89664E-02 3.07334E-25
2 3.83722E-03 1.51486E-24 3.83726E-03
3 3.79869E-08 6.16144E-24 4.07165E-08
4 4.19882E-09 2.66787E-25 4.66177E-09
……
39 7.82089E-05 1.31852E-27 7.81771E-05
40 3.84949E-06 2.75855E-27 3.80015E-06
TOTAL 5.04558E-03 1.89664E-02 5.04555E-03
上述數據已經同樣省去了X-ROTATION,Y-ROTATION,Z-ROTATION三個分量,只保留了X-COMPONENT,Y-COMPONENT,Z-COMPONENT三個分量。上述數據中的有效質量反映了該階振型在各個自由度上的激活質量。例如,在Y方向上具有顯著質量的最低階振型是第一階振型。
在使用振型疊加法分析線性動態問題時,要保證在頻率提取分析中提取了足夠數量的模態,其判斷標準是在主要運動方向上的總有效質量要超過模型總質量的90%。本實例中,主要運動方向是Y向。在上述數據中,可以很明顯的看出Y方向的有效質量已經和模型總質量相當,因此提取前40階已經足夠。


2010年08月31日 - 林子 - 林子清風 CAE/CFD工作室
圖3


圖3中顯示的是第五階振型的位移云圖。可以看出,位移主要集中在Y方向。

(二)載荷作用下的圓筒瞬時模態分析
材料不變,在圓筒外部中面上施加幅值為100MPa的壓力,持續時間為0.2s。分析圓筒在振動過程中出現的最大應力(模型中,在底面上會出現應力集中,所以觀察這一應力的變化情況)以及圓筒中部施加載荷的位置上的節點位移隨時間的變化情況。
由于在頻率提取分析步中得到的最高階頻率為1001.3Hz,相應的周期為1/1001.3s,瞬時模態分析步中的時間增量要小于此周期值,因此選定時間增量為0.0008s。載荷的持續時間為0.2s,為觀察衰減過程,選定瞬時模態動態分析步的結束時間為0.6s。瑞利阻尼系數值a=3,b=0。
最后結果如圖4和圖5。圖4表示圓筒中部節點在主運動方向Y向的位移變化曲線,在時間0.0784s時有最大值63.87mm。還可以看到衰減過程也成一定的周期性,說明ABAQUS的結果與理論結合的很好。圖5顯示的是圓筒底面節點的應力變化曲線,可以看出由于應力集中原因,最大應力遠遠超出了材料的屈服極限。分析表明,采用該結構的圓筒,如果不采取較少應力集中的措施,是根本承受不了這么大的壓力的。

2010年08月31日 - 林子 - 林子清風 CAE/CFD工作室
圖4

2010年08月31日 - 林子 - 林子清風 CAE/CFD工作室
圖5


開放分享:優質有限元技術文章,助你自學成才

相關標簽搜索:ABAQUS動態分析:圓筒的頻率提取分析 abaqus分析培訓 abaqus技術教程 abaqus巖土分析 鋼筋混凝土仿真 abaqus分析理論 abaqus軟件下載 abaqus umat用戶子程序編程 Abaqus代做 Abaqus基礎知識 Fluent、CFX流體分析 HFSS電磁分析 Ansys培訓 

編輯
在線報名:
  • 客服在線請直接聯系我們的客服,您也可以通過下面的方式進行在線報名,我們會及時給您回復電話,謝謝!
驗證碼

全國服務熱線

1358-032-9919

廣州公司:
廣州市環市中路306號金鷹大廈3800
電話:13580329919
          135-8032-9919
培訓QQ咨詢:點擊咨詢 點擊咨詢
項目QQ咨詢:點擊咨詢
email:kf@1cae.com




主站蜘蛛池模板: 庭院大门,铝艺大门厂家,别墅庭院大门「免费设计」汉兰达庭院门厂家 | 爬架网@建筑爬架网@冲孔建筑爬架网片@工地冲孔建筑爬架网片@工地冲孔建筑爬架网片厂家@工地冲孔建筑爬架网片生产厂家-安平县诺德金属制品有限公司 | 厦门海为科技有限公司 - 工业物联网|国产PLC|HMI|SCADA | 途远VR+_成都VR全景制作_成都360全景漫游_成都720全景航拍_成都途远科技有限公司 | 思达测试|山东思达高科机械设备有限公司| 空气能热水器|空气能热水器工程|太阳能热水器工程|蓝冠机电 | 立式离心泵_不锈钢自吸泵_液下泵_变频无负压供水设备-大东海泵业无锡有限公司 | 铜排,异型紫棒,紫铜棒,紫铜微孔管,异型黄管,黄铜管,异形紫管,紫铜管,焊接铜管,散热器铜管,电力铜管_河间市通海铜业有限公司 | 主题公园设计|主题公园规划|水上乐园设计|龙翔设计|龙翔景观|龙翔文旅|深圳市龙翔设计景观工程有限公司 | 徐州户外广告,标识标牌,展陈空间,精神堡垒-徐州雅努思文化发展有限公司 | 河北安润防腐管业股份有限公司-远程供液管路_远距离供液管路_远程供液系统 | 武汉凯美隆窗帘厂家_定做商用窗帘_家用遮阳帘_涵盖电动窗帘_天棚帘_遮阳棚_凯美隆-专注遮阳产品 武汉净化机-武汉全热新风换气机-武汉静音送风机-武汉东信新风节能设备有限公司 | 上海网站建设公司|上海自适应网站制作|上海仿制网站建设公司-智淇网络 | 有机肥设备|有机肥生产线|有机肥料生产设备|河南通达重工科技有限公司 | 绣花厂_电脑绣花厂_手工刺绣加工定制 - 北京丽绣坊工艺品有限公司 | 内蒙古浩泽环保集团股份公司,内蒙古环保设备,内蒙古污水处理,内蒙古在线监测 | 新东方大学考试官网_考研/英语/雅思/托福/四六级/日语/韩语/教资在线网课官网 | 萍乡市信源电瓷制造有限公司--官网|萍乡市信源电瓷|萍乡电瓷厂|萍乡绝缘子-萍乡市信源电瓷制造有限公司 | 长春互联网运营值选星广传媒,长春短视频运营,长春新媒体运营,长春互联网运营,长春抖音运营,吉林视频号代运营,吉林快手代运营,短视频推广公司,公众号运营,微博运营,新媒体运营 | 校园防欺凌|视频一键式报警器|防霸凌报警柱|停车场语音对讲|商铺联网报警|应急广播音柱|居家养老一键通|盾王可视联网运营中心 | 医用空气净化消毒机,医用床单位消毒机,无磁空气消毒机,紫外线空气消毒机厂家-南昌市扬帆环保设备有限公司 | 模具配件加工厂|东莞模具配件加工|模具配件加工厂|精密塑胶模具配件|东莞市优迪精密模具制品有限公司 | 泰安铭德机械有限公司,有机肥设备,山东有机肥设备厂家,铭德机械 泰安华特玻璃钢有限公司|泰安玻璃钢|泰安华特玻璃钢 | 旋转补偿器-专注套筒三维球形补偿器定制生产厂家-伸缩接头价格_巩义市新华丰管道设备有限公司 | 斩天手游网_高质量手机游戏下载中心| 亦庄律师法律咨询|北京亦庄律师在线|-亦庄律师事务所 | 郑州课桌椅|学生课桌椅|升降课桌椅批发|厂家|价格-新科教育用品 郑州井盖雨水篦子厂家-建联建材 | 铝合金压缩空气管道安装与设计_专业厂家_福斯特铝合金管道 | 皮带清扫器-皮带聚氨酯合金空段输送带清扫器刮刀厂家-衡水格锐特机械科技有限公司 | 万通汽车学校,汽车学校,汽修学校,汽修培训学校,汽车美容学校,汽车维修学校,学汽修-武汉万通汽车学校官方网站 | 破碎机锤头_知名破碎机锤头厂家-巩义东辰 | 气体泄漏检测仪,COD水质分析仪,RD8200管线探测仪-成都恒通兴业科技有限责任公司 | 玉米脱皮制糁机-玉米深加工机械价格-玉米糁加工机器设备-玉米渣加工成套设备-河南粮院 | 汇讯WiseUC--连接人与业务,以即时通讯为基础的应用集成平台 | 桥梁伸缩缝_桥梁伸缩缝厂家_桥梁伸缩缝价格-衡水淞皓路桥养护工程有限公司 | 和中出国移民官网|出国移民|加拿大移民|欧洲移民|爱尔兰移民|马耳他移民|希腊移民|美国移民|海外护照_和中移民 | 山西档案架,智能档案密集架,手摇密集架,山西密集架厂家批发/报价 | 紫铜箔(带)导电胶带定做,定做紫铜箔(带)导电胶带厂家[价格]-艾飞敏铜箔 | 深圳五洲中医院_深圳好的中医院_深圳市医保定点医院[官网] | 瑞安网站建设_网站制作_做网站找瑞安联创网络:专业网页制作、手机网站、SEO百度网站关键字优化 软文营销推广-新闻稿发布-软文撰写-百科词条编辑-品牌全案策划推广网络营销传播-喜尚传媒 | 慢直播摄像头厂家,监控直播摄像机厂家,景区慢直播设备,rtmp推流直播摄像头,实时摄像头监控直播-监控慢直播厂家:专注监控慢直播系统解决方案 |