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算例分享:FULL方法分析设置阻尼器的2-DOF系统

5年前浏览4247

        本文采用FULL法计算一个2-DOF系统的谐振响应,分别考虑了不设置阻尼器和添置阻尼器两种情况。

        1.问题描述

受简谐荷载作用的弹簧-质量系统

两自由度的弹簧-质量体系,如上图所示。其中的弹簧刚度K=2000N/m,质量M=10kg。质量仅在水平方向有自由度,右端质量块上作用简谐荷载F,其幅值为10N,频率范围在0~5Hz之间,具体分析要求如下:

(1)如果不计阻尼,用FULL法计算质量块的位移-频率响应。

(2)如果各弹簧所在位置添加阻尼器,阻尼系数为C=10kg/s,用FULL方法计算各质量块的位移-频率响应。

        2.不添置阻尼器的分析

采用直接建模方法创建弹簧质量系统的计算模型,具体操作的命令流请下载本文附件。 下面对无阻尼结构进行谐响应分析,按照下列命令流完成FULL方法谐响应分析的求解过程:

/SOLU

!进入求解器

ANTYPE,HARMIC

!谐响应分析类型

HROPT,FULL

!完全法

HROUT,OFF

!幅值与相位角

OUTPR,BASIC,1

!输出设置

NSUBST,50

!子步数为50

HARFRQ,,5

!频率范围05Hz

KBC,1

! Step加载

d,1,all

!节点1的约束

d,2,uy

!节点2的约束

d,3,uy

!节点3的约束

F,3,FX,10

!节点3的简谐荷载

SOLVE

!求解

FINISH

!退出求解器

在执行以上求解命令过程中,施加了支座约束及简谐荷载的结构如下图所示(/ESHAPE打开单元形状显示)。




施加了约束及简谐荷载的结构

计算完成后在POST26中进行后处理,绘制频率响应曲线,命令流如下:

/POST26

!退出求解器

NSOL,2,2,U,X,UX_node2

!存储质点1UX变量

NSOL,3,3,U,X,UX_node3

!存储质点2UX变量

/GRID,1

!打开GRID显示

/AXLAB,Y,DISP            

! Y-axis的标识disp

PLVAR,2,3

!绘制变量2、变量3曲线

FINISH

!退出后处理器

执行上述命令流后,得到FULL方法计算的质量块1和质量块2的UX-频率曲线,如图所示。

FULL法计算的质量块-频率曲线,无阻尼

最大位移响应出现在1.4Hz附近,各质量块的位移幅值分别为0.73m和0.45m左右。在3.6Hz处也有一个局部响应峰值。这是由于采用了0.1Hz的计算步长,而1.4Hz和3.6Hz分别与系统的固有频率1.3911Hz和3.6419Hz最接近。

        3.添置了阻尼器系统的FULL法分析

对于添置了阻尼器的结构,仅需要修改COMBIN14单元的实常数,即R命令的参数修改为如下的即可。

R,1,2000,10

!k=2000N/m, c=10kg/s

        修改参数后采用之前无阻尼FULL方法求解部分及后处理部分的命令流重新计算,得到各质量块位移-频率曲线如下图所示。

质量点的谐响应位移频率曲线,带有阻尼器的结构

由上图中的计算结果可见,带有阻尼器的结构的频率响应比无阻尼的结构明显降低。


附件

20积分20190330114044-2-DOF-model.txt
Mechanical APDL
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首次发布时间:2019-03-30
最近编辑:5年前
尚晓江
博士 | 博士 技术专家 海内存知己,天涯若比邻
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