模态05-应力刚化和旋转软化

专注于仿真分析和振动分析

00 导读

    在模态分析中，应力刚化和旋转软化对模型刚度矩阵都有影响，进而影响模态分析结果。

01 研究背景

应力刚化是指结构预应力导致刚度增大，旋转软化是指结构旋转运动导致刚度下降。

02 几何模型

   几何模型如下图所示，厚度很小，为0.1mm。

03 材料模型

    本文使用到的所有材料参数如下。

    线弹性。

04 网格划分

    网格如下图所示。

05 边界条件

    释放一个旋转自由度，约束其它自由度。

06 仿真分析

    不考虑应力刚化和旋转软化的影响，模态分析结果。

    考虑应力刚化的影响，预应力模态分析。

    在静力学分析中施加转速。

    模态分析结果。

    汇总以上分析结果可得，旋转产生应力刚化效应，模态频率提高。

    考虑旋转软化的影响，模态分析。

    在模态分析中打开陀螺效应和施加转速。

    模态分析结果。注意，这里要对比的是相同模态振型。

    汇总以上分析结果可得，旋转产生软化效应，模态频率降低。

    同时考虑应力刚化和旋转软化的影响，预应力模态分析。

    在静力学分析中施加转速，在模态分析中打开陀螺效应和施加转速。结果汇总如下。

    只有当壳很薄的时候（本文厚度是0.1mm），旋转产生的应力刚化效应才会明显；把壳厚度改为1mm，可以发现，应力刚化对模态频率影响很小。读者可以自行尝试。

    旋转软化是陀螺效应引起的（转子动力学）。