静力学分析用于确保一个结构能够承受稳定载荷的条件,如果只对结构加载荷后的长期响应感兴趣,可以使用静力分析。然而,如果加载时间很短,如冲击、碰撞、地震等,或者载荷性质为动态,如加工过程、来自旋转机械的载荷等,这时就必须采用动力分析。
动力学分析是用来确定惯量(质量/转动惯量)和阻尼起重要作用时,结构或构件动力学行为分析,常见的动力学行为包括以下几种。
(1)载荷随时间变化的效应:如对结构的位移和应力的影响。
(2)振动特性:结构如何振动及其振动频率。
(3)周期载荷激励:如振荡和随机载荷。
桥梁侧面受周期瞬态载荷作用,压强1000Pa,模型如下
设置两个工况,第一个工况step-1模态分析,step-2为瞬态分析
模态分析是动力学的基础,因为模态振型是结构在一定频率(某个固有频率)下的振动形状,如果载荷的频率和固有频率重合,则会促进振型的幅值增加,在没有阻尼的情况下,幅值理论是无限大的,结构任意一点的无限大位移都代表着结构的破坏。这也是我们为什么要做模态分析,为什么要避免载荷频率与固有频率一致或接近,也就是避免结构共振的原因。
Step-1模态分析求解前30阶,求解方法选取lanczos。
Step-2瞬态分析基于step-1进行设置,计算时长5s,阻尼类型选择rayleigh阻尼,设置质量阻尼和刚度阻尼为2和0。
由于桥梁所受压强为周期瞬态载荷,所以需要创建载荷曲线
Step-1模态分析部分结果如下(阶数太多不一一展示)
Step-2部分结果
为了查看位移-时间曲线即频率曲线,需要提前设置场变量和历史变量相应的卡片,输出位移,能量等。
桥梁动能曲线