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有限元分析丨湿模态分析(二)

3月前浏览1557

最近账号收到一位同学后台留言,咨询湿模态分析,这位同学对我“寄予很大希望”,然而湿模态这玩意其实“我也不会”。虽然有心“帮助”,但真心担心指错路。

不会没关系,可以学习吗,于是我又翻出前段时间写的那篇湿模态文章。

什么是湿模态分析?

简单来说,不考虑周围流体影响而得到的模态为干模态,考虑周围流体影响,将流体计算结果耦合到固体结构得到的模态为湿模态

什么时候需要考虑流体影响呢?

一个和尚挑着两个空桶去挑水,晃晃悠悠走一路,装满水以后,水桶晃悠幅度明显没有空桶晃悠幅度大。

这个现象可以用湿模态来解释吗?

水桶加水以后,水桶质量增加了,模态分析结果自然会改变。简单来说,如果不是装水,装相同质量的固体,这水桶晃悠幅度也是没有空桶晃悠幅度大的。挑水桶这个现象,是不足以说明考虑流体后,对模态分析结果产生显著影响的。

上篇文章只写管内流体,落下了一点,周围流体介质,不仅仅是固体结构内的流体,固体结构外流体也是会对模态结果产生影响的。

开篇提到的同学,简单说了一下他分析的内容。

额,钻井?距离我工作内容那真是相当遥远。这位同学可能是被自己的问题弄崩溃了,才会请教我这个门外汉…

计算结果对比


小结:不论是内流场还是外流场都会对模态结果产生影响;

相同阶数,考虑流体后,模态固有频率会下降

模态阶数越高,干湿模态固有频率差异越大,说明高频振动对管动态特性影响大。

再写湿模态分析有一点体会:

1、没有工程应用、只依靠纯理论分析,对工程师来说是没有意义的。

工程师做分析是“强”结果为导向(甚至有时只看结果);

而科研工作者/学生是“弱”结果为导向(更关注理论求解过程)。

前段时间和某单位人员聊天,得知他们做模态分析,是需要自己解耦,也是佩服!

2、不了解项目应用背景和使用情况,只会做分析软件操作,对科研工作者/学生是提供不了什么“有效”帮助的。

以我自己为例,在“帮助”这位学生时,我一直是比较退缩的,钻井钻柱这些对我来说完全是新名词,我是不了解工作过程和工程应用中的问题,自然会畏手畏脚。

而这位学生被软件使用困住,错误操作出现的离谱结果让他陷入困境,其实相比问我,可能他的老师/同学可以提供更合理、靠谱、高效解决方法。

3、做CAE从理论开始VS从工程开始?

这个问题一直是困扰我的问题,甚至我在写这段文字我依然没有答案。

以我自己为例,经常吐槽自己是个软件操作工,没灵魂的那种。

结构分析我是半路出家,理论基础嘛,空空泛泛,工程经验嘛,更是空空泛泛。

这几年开始有点觉醒意识,开始看工程,看理论。

对于高校学生来说,扎实的理论永远都是YYDS,设计工程师的丰富的经验也是niubility。就怕只是个半吊子…

来源:认真的假装VS假装的认真
振动理论
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-09-06
最近编辑:3月前
Shmily89
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答读者问(一)

这账号,写了快一年,会收到一些读者提问,不是所有留言都会看,这账号并不是以盈利为目的,没有任何外部约束限制,回复完全随心所欲。一直想写答读者问,然而各种拖延的我,迟迟未动手,直到发现公号留言已经被冲没了...最近写作动力十足的,草稿箱开了好几篇,不信你看↓然而,不是忙工作就是忙生活,于是一直耽搁,直到☀️了的我躺在床上,琢磨首先应该写的是答读者问啊,其他的继续搁搁吧...问题一问:请问作者随机振动算出来结构的变形量和振幅是一回事么,还是说这就只是结构本身的变形,不是指偏移平衡位置的距离么?答:不是一回事,变形量是结构对PSD能量谱的响应。问题二问:有三个方向载荷的怎么求解, 在一个Random分析中设置三个PSD曲线,分别指定对应振动方向, 得到的结果怎么解读呢?是三个方向合在一起的统计学概念下的1σ结果?谢谢解答答:随机振动变形变形量只能看方向变形量,建议看一下历史文章。问题三问:你好,有个问题请教一下。振幅恒定的正弦扫频振动,应该用响应谱分析还是谐响应分析?答:应该用瞬态动力学分析问题四问:您好,向您请教一个问题。现在遇到一个仿真,要求在模型上施加冲击响应谱,冲击持续时间40-60ms,请问这个在响应谱里如何考虑冲击时间。我试过瞬态结构仿真,在瞬态里能设置时间又施加不了频率。答:早上好,刚看到你的留言。1、冲击响应谱是频域法,分析结构受载荷谱的响应,只关注最大响应值,和时间无关。也可以理解为不关注峰值出现时间;2、冲击响应谱输入的不是载荷,而是一种响应,输入的响应谱是位移、速度、加速度或力与频率之间的关系,没有时间;3、冲击分析两种方法:时域法(瞬态动力学)和频域法(冲击响应谱),二者有等效性;4、瞬态动力学分析法,计算消耗代价大,有些人会把瞬态动力学转化为响应谱分析法,可以提高计算速度。(个人建议,工程应用中,有什么输入用什么就可以,以为时域到频域转化省略了一些信息,是一种简化处理)问题五问:大佬,workbench中一个物体要以高冷却速率冷却,要怎么设置?答:基本思路:1、稳态热力学模块,对物体施加第一/第二类边界条件,确定物体初始温度。2、将计算结果耦合到瞬态热力学模块,对物体外表面基于第三类边界条件设置物体表面对流换热系数及冷却环境温度。如果考虑热变形问题,再将计算结构耦合到瞬态结构模块,就可以了。还有些不会回答的软件不会,无法回答。来源:认真的假装VS假装的认真

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