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MeshFree|频率响应分析比对

6月前浏览3162

   

本文摘要:(由ai生成)

本文概述了频率响应分析的基本概念、与瞬态响应分析的区别,以及直接法与模态法的比较。通过显示器模型示例展示了分析流程,并使用MeshFree和ANSYS软件对比了结果。还提及了NAFEMS测试案例和相关软件在频率响应分析中的应用。这些分析有助于评估结构在共振状态下的稳定性,对设计以避免共振至关重要。

当与结构的固有频率相似的频率荷载施加到结构上时,结构的振动幅度会增大,这就是共振。如果无法避免共振现象,必须评估结构在共振状态下的稳定性,这可以通过频率响应分析来完成。

    本文主要介绍:频率响应分析,频率响应分析又叫谐响应
频率响应和瞬态响应区别:
1.频率响应分析 Frequency Response
   是计算在稳态激励下的结构动力响应的方法,在频率响应分析中,激励载荷是在频域中明确定义的,所有的外力在每一个指定的频率上已知。
2.瞬态响应分析 Transient Response
   是计算时变激励载荷下的结构动力学响应的方法,在瞬态响应分析中,随时间变化的激励载荷是在时间域中明确定义的,外力在每一时刻上的都是已知的。
    与在时域中进行的瞬态响应分析不同,频率响应分析在频域中执行计算。频响分析的响应频率与荷载频率相同。

直接法与模态法区别

直接积分法:

直接在时域下求解动力学方程。 

优势:计算结果比较准确 

不足:需要较长的计算时间和较大的计算资源 

模态叠加法:

就是将各阶模态的振型对该简谐载荷的系统响应分别求解出来,然后按照一定的算法组合在一起。

优势:将多自由度系统的问题简化为单自由度问题进行分析

分析流程
示例

   针对该显示器模型,显示屏的四个内面设置刚性连接,并在刚性连接点出施

加集中质量 1Kg。显示器的的底座通过刚性连接点设置固定约束。部件之间采用焊接接触(自动创建)。最后通过底座的刚性连接点施加简谐载荷,以加速度的形式施加,方向为Y方向。

[案例目的]

通过模态分析识别固有频率,并学习和应用模态有效质量百分比。频率响应分析的设定方法和结果分析标准。
本模型采用的是模态法
分析工况定义

第一步:导入CAD
程序可以自动识别接触边界,可后面再结合情况再定义,此处按勾选
第二步:添加材料
通过模型窗口选择对应材料
第三步 定义边界
质量定义

运行分析及结果查看

模态结果

激活频率响应

结果查看

ansys模型

分析设置

MeshFree和 ANSYS前六阶固有频率对比

同时提取显示屏右上角的点X、 Y、 Z方向位移的频率响应结果,找出发生最大响应时外载的频率。

结合响应的表格数据,我们得到了最大响应时外载的频率有57.455Hz和170.27HZ。

随后,提取两种外载频率下结构的响应云图进行对比

外载频率为57.455Hz时,结构的总体响应

外载频率为170.27Hz时,结构的总体响应

从结构的响应可以看出,MeshFree和 ANSYS在频率响应分析时的结果相对误差在合理范围内
NAFEMS 验证
Clamped Supported Thin Square Plate

ProblemDefinition

Asimply supported thin square plate 10 x 10 x 0.05m is subject to uniformpressure P=100Pa which changes in time as the following function

P=100*sin(ω*t),

hereω=2*PI*f, f is excitation frequency.

16modes are used to approximate dynamics solution, 2% modal damping is assumed inall modes.

Thistest is similar to test VD01, but it is solved in frequency domain.

Units : SI
Materialsproperties
elasticitymodulus 2.e+11 Pa, Poisson's ratio 0.3, density 8.e+3 kg/m^3.
Reference
Test13H from NAFEMS Publication R0016, “Selected Benchmarks for Forced Vibration” J.Maguire, D.J.Dawswell, L.Gould.

Deflection& Surface Stress

相关参考

midas频率响应分析

线性动力|频率响应分析(谐响应)

midas 动刚度

NFX|频响分析


来源:midas机械事业部
振动UM焊接MeshFreeNFXMIDAS材料ANSYS
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首次发布时间:2024-05-20
最近编辑:6月前
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