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MeshFree|反(响)应谱分析

1年前浏览1811
     在实际生活中,经常遇到地震、风载、波浪载荷等,这些载荷作用下可能导致房屋、桥梁、起重机、立体车 库、大型游乐设备等大型结构破坏倒塌的严重后果,另外这些载荷的作用时间也较长。

  对于这些实际问题,我们通常只为了寻找载荷作用下结构的最大响应值,而不关心最大响应值出现的时间点。

       首先想到的方法是利用瞬态响应分析得到结构在各种时程载荷下的响应情况。但其缺点也很明显:计算时间较长,计算资源消耗很大。
因此我们需要寻找一种可以替代的方法:反应谱分析又叫响应谱分析
      反应谱分析是瞬态响应分析的一种近似,用于大致地确定结构在时程荷载作用下的最大响应。与传统的瞬态响应分析相比,计算比较简单,效率比较高。缺点是结果偏于保守,因此可以保证足够的安全系数。
      在建筑领域,用于预测地震中建筑物各部分的最大响应。在航空领域,用于预测飞机受冲击荷载时飞机内每台设备的最大响应。它是抗震设计中最常用的分析方法。
    反应谱分析的基本思想是将是将模态分析的结果与已知谱联系起来计算模型位移和应力的分析技术。先将整体结构的多自由度动力平衡方程转换为多个单自由度平衡方程,然后利用反应谱函数求出每一个单自由度的平衡方程的最大响应值,最后将每个自由度的响应进行组合,得到结果。

MeshFree反应谱分析 – 分析流程

反应谱技术背景

    通常情况下,对特定地区或国家中发生的历史地震波数据进行统计而形成反应谱数据,称为设计谱,然后利用设计谱进行结构的抗震分析。所以进行反应谱分析时,使用的是设计谱数据,而不是直接输入地震波 

•反应谱数据实际上描述了不同频率或阻尼下的单自由度系统对地震波载荷的响应情况 

•反应谱的横坐标为单自由度的固有频率,纵坐标为单自由度系统的最大响应值 

•反应谱类型:位移;速度;加速度;力 

MeshFree提供了各个国家地区的谱数据,只需要选择,程序就自动绘出谱函数。

模态组合

    如果每个模态物理量(位移、速度以及加速度等)的最大值之和正好等于实际物理量的最大值,那么可以采用线性叠加方式获得最终结果。但实际上,每个单自由度系统最大值不是在同一时刻发生,所以简单的线性叠加是不行的。
MeshFree提供ABS、SRSS、CQC、NRL以及TENP方法。
其中SRSS和CQC最常用

反应谱分析的分析控制

结果查看
在分析结果选项卡中选择模态表格
查看模态有效质量百分比,保证T1T2T3三个方向的总和尽量大于90%

案例:

橱柜的反应谱仿真分析
1.定义模态分析

2.定义X-Y-Z,3个不同方向的分析工况

第一步:导入CAD并赋予材料
使用MeshFree自带的材料数据库里的-铝合金6061 Allpy

铝合金材料赋予支架,其余赋予ALLoy Steel

第二步:定义边界条件
柜子底部加固定约束

定义分析控制

运行分析
分析完模态分析后,定义反应谱
水平方向,阻尼比0.03
垂直方向,阻尼比0.03

X-Y水平方向,Z垂直方向

鼠标拖放到对应分析工况里

拖放:鼠标左键按住对应的荷载拉到对应的工况

导入之前分析的模态分析

*第3小步:模态阻尼函数
延伸点:

MeshFree提供四种阻尼模型:粘性阻尼结构阻尼瑞利(Rayleigh)阻尼模态阻尼

模态阻尼,输入模态方法中使用的阻尼作为模态阻尼函数,该函数定义结构的固有频率和该频率下的阻尼系数

模态阻尼方法:常数、频率依存、模态数量
阻尼单元类型支持:结构阻尼因子、临界阻尼比、品质因子或放大因子

式中:ξ为临界阻尼比(临界阻尼百分比),g为结构阻尼因子,Q为品质因子或放大因子,与能力耗散成反比。

运行分析

结果查看

阻尼类型以及midas NFX、midas MeshFree中的阻尼定义

MeshFree|线性-动力分析

线性动力|反(响)应谱分析

来源:midas机械事业部
航空建筑MeshFreeNFX材料控制
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首次发布时间:2023-03-22
最近编辑:1年前
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Sun
签名征集中
1年前
怎么考虑柜体立柱谱分析下的压应力
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Sun
签名征集中
1年前
怎么考虑柜体立柱谱分析下的压应力
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