abaqus中的動(dòng)態(tài)分析方法(編輯修改稿)
2025-07-26 09:46 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 以最大的位移為1單位。因此，這些結(jié)果和對(duì)應(yīng)的應(yīng)力和應(yīng)變是沒(méi)有物理意義的：它們僅能夠用于相互的比較。完成動(dòng)態(tài)分析通常比靜態(tài)分析需要更多更多的增量步。做為結(jié)果，來(lái)自動(dòng)態(tài)分析的輸出量可能是非常大，你應(yīng)該控制輸出要求以確保輸出文件具有一個(gè)合理的量。在本例中，要求在每第5個(gè)增量步結(jié)束時(shí)，向輸出數(shù)據(jù)庫(kù)文件中輸出一次位移形狀。在分析步中有100個(gè)增量步（）；因此，有20組場(chǎng)變量輸出。另外在每個(gè)增量步，將在模型加載端（例如，Tipa集合）的位移和在固定端（Attach集合）的約束反力作為歷史數(shù)據(jù)寫入到輸出數(shù)據(jù)庫(kù)文件中，以便從這些數(shù)據(jù)中得到更好的解答。在動(dòng)態(tài)分析中，我們也關(guān)心在模型中的能量分布以及能量采用的形式。在模型中表現(xiàn)出的動(dòng)能是質(zhì)量運(yùn)動(dòng)的結(jié)果；表現(xiàn)出的應(yīng)變能是結(jié)構(gòu)位移的結(jié)果；通過(guò)阻尼也耗散了能量。在默認(rèn)情況下，對(duì)于模型動(dòng)態(tài)過(guò)程。對(duì)瞬時(shí)模型動(dòng)態(tài)分析步中的輸出請(qǐng)求：1． 從主菜單欄中，選擇OutputField Output RequestsManager。在標(biāo)記Transient modal dynamics的列中（可能需要拉大這列表格才能看見(jiàn)完整的分析步名稱），選擇標(biāo)有Created的單元格。2． 編輯場(chǎng)變量輸出要求， 文件中。3． 從主菜單欄中，選擇OutputHistory Output RequestsManager。在標(biāo)記Transient modal dynamics的分析步中創(chuàng)建兩個(gè)新的輸出要求。在第一個(gè)中，輸出集合Tipa在每個(gè)增量步結(jié)束時(shí)的位移；在第二個(gè)中，輸出集合 Attach在每個(gè)增量步結(jié)束時(shí)的約束反力。載荷和邊界條件邊界條件與在靜力分析中的條件相同。由于在分析步替換過(guò)程中保留了這些條件，無(wú)需再定義新的邊界條件。在吊車的端部施加一個(gè)集中力，它的量級(jí)是與時(shí)間相關(guān)的，如圖76所示。與時(shí)間相關(guān)的載荷可以應(yīng)用幅值曲線（amplitude curve）進(jìn)行定義。通過(guò)幅值曲線上的值乘以載荷的值（?10,000 N），可以獲得當(dāng)時(shí)的任意點(diǎn)處施加荷載的實(shí)際值。指定與時(shí)間相關(guān)的載荷:1．首先定義幅值。從在Load模塊的主菜單欄中，選擇Tools AmplitudeCreate，命名幅值為Bounce，并選擇Tabular（數(shù)據(jù)表）類型。在Edit Amplitude（編輯幅值）對(duì)話框中，輸入在表71中所示的數(shù)據(jù)。接受默認(rèn)的Step time（分析步時(shí)間）的選擇作為時(shí)間跨度。注意：點(diǎn)擊鼠標(biāo)鍵3，進(jìn)入表格選項(xiàng)。表7–1 幅值曲線數(shù)據(jù)時(shí)間（秒）幅值2．現(xiàn)在定義載荷。從主菜單欄中，選擇LoadCreate。在Transient modal dynamics分析步中施加載荷，命名為Tip load，并選擇Concentrated force（集中力）作為載荷類型。施加載荷到集合Tipb。在集合Tipa 和Tipb 之間，前面定義的約束方程意味著吊車的兩半部分將平均地分擔(dān)載荷。3．在Edit Load對(duì)話框中，（2方向作用力）的值，并為幅值選擇Bounce。在本例中，結(jié)構(gòu)默認(rèn)沒(méi)有初始的速度或者加速度。然而，如果你希望定義初始的速度，則你可以做。通過(guò)在主菜單欄中，選擇FieldCreate，并在分析步開(kāi)始時(shí)，將初始平移速度設(shè)置到在模型中所選擇的區(qū)域。為了引入初始條件，你也需要編輯模型動(dòng)態(tài)分析步的定義。運(yùn)行分析 在作業(yè)（Job）模塊中，創(chuàng)建一個(gè)名為DynCrane的作業(yè)，采用下面的描述：3D model of lightservice cargo cranedynamic analysis。將模型保存在模型數(shù)據(jù)庫(kù)文件中，并提交作業(yè)進(jìn)行分析和監(jiān)控求解過(guò)程；糾正發(fā)現(xiàn)的任何一個(gè)模擬錯(cuò)誤，研究引起任何警告信息的原因，如果必要?jiǎng)t采取相應(yīng)的措施。 結(jié)果在分析中對(duì)于每一個(gè)增量步，Job Monitor（作業(yè)監(jiān)視器）給出了所采用的自動(dòng)時(shí)間增量步的簡(jiǎn)明總結(jié)。一旦該增量步結(jié)束就立刻寫出相應(yīng)的信息，這樣你可以在作業(yè)運(yùn)行中監(jiān)控分析的過(guò)程。對(duì)于大型、復(fù)雜的問(wèn)題，這個(gè)功能十分有用。在Job Monitor中給出的信息與在狀態(tài)文件（）中給出的信息相同。查看Job Monitor和打印的輸出數(shù)據(jù)文件（）以評(píng)估分析結(jié)果。Job Monitor在Job Monitor中，第1列顯示了分析步編號(hào)，第2列給出了增量步編號(hào)。在每個(gè)增量步中為了得到收斂的結(jié)果，第6列顯示了ABAQUS/Standard所需要的迭代次數(shù)。觀察Job Monitor的內(nèi)容，可以發(fā)現(xiàn)在分析步1中與單一增量步相關(guān)的時(shí)間增量非常小。因?yàn)闀r(shí)間是與頻率提取過(guò)程無(wú)關(guān)的，所以這個(gè)分析步?jīng)]有占用時(shí)間。在分析步2的輸出顯示，在整個(gè)分析步中時(shí)間增量的大小保持為常數(shù)，并且每個(gè)增量步只需迭代一次。在圖77中顯示了Job Monitor的結(jié)束部分。圖77 Job Monitor的結(jié)束部分：貨物吊車動(dòng)態(tài)分析數(shù)據(jù)文件對(duì)于分析步1的主要結(jié)果是提取的特征值（eigenvalue）、參與系數(shù)（participation factor）和有效質(zhì)量（effective mass），如下所示：所提取的最高頻率為96Hz。在所提取的振型中，其周期沒(méi)有遠(yuǎn)小于時(shí)間增量的。相反地，時(shí)間增量必須能夠求解感興趣的最高頻率。廣義質(zhì)量列（generalized mass）給出了對(duì)應(yīng)于該階振型的單自由度系統(tǒng)的質(zhì)量。振型參與系數(shù)（participation factor）列表反映了在哪個(gè)自由度上該振型起主導(dǎo)作用。例如，根據(jù)結(jié)果可以看出1階振型主要在3方向上起作用。有效質(zhì)量（effective mass）列表反映了對(duì)于任何一個(gè)模態(tài)在每個(gè)自由度上所激活的質(zhì)量的大小。結(jié)果表明，在方向2上具有顯著質(zhì)量的第一個(gè)模態(tài)是第3階模態(tài)。 kg。前面在數(shù)據(jù)文件中。 為了保證已經(jīng)采用了足夠的模態(tài)，在每個(gè)方向上的總有效質(zhì)量必須占模型質(zhì)量的絕大部分（即90％）。然而，模型中的某些質(zhì)量是與約束節(jié)點(diǎn)相聯(lián)系的，這些約束的質(zhì)量占與約束節(jié)點(diǎn)相連接的所有單元質(zhì)量的大約1/4，在本例中，約為28 kg。因此，在模型中能夠運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量是385 kg。在x、y和z方向上的有效質(zhì)量分別為可運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的6%，98%和97%。在2和3方向上的總有效質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了前面所建議的90%，在1方向上的總有效質(zhì)量是低得多。然而，由于載荷是作用在2方向上的，在1方向上的響應(yīng)是不明顯的。對(duì)于模型動(dòng)態(tài)分析步，由于關(guān)閉了所有數(shù)據(jù)文件的輸出要求，所以在數(shù)據(jù)文件中沒(méi)有包含任何結(jié)果。 后處理進(jìn)入Visualization模塊。繪制振型通過(guò)繪制與該頻率相應(yīng)的振型可以觀察與一個(gè)給定的頻率相應(yīng)的變形狀態(tài)。選擇一個(gè)模態(tài)并繪制對(duì)應(yīng)的振型:1．從主菜單欄中，選擇ResultStep/Frame。彈出Step/Frame（分析步/畫面）對(duì)話框。2．從Step Name（分析步名稱）表中，選擇第一個(gè)分析步（Extract Frequencies）。從Frame列表中，選擇Mode 1。3．從主菜單欄中，選擇PlotDeformed Shape；或者使用工具箱中的工具。ABAQUS/CAE顯示了關(guān)于第一階振型的變形形態(tài)，如圖7–8所示。圖7–8 第一階模態(tài)4．從Step/Frame對(duì)話框中，選擇第三階模態(tài)。5．點(diǎn)擊OK。ABAQUS/CAE顯示出第三階振型，如圖79所示，并且Step/Frame對(duì)話框消失了。圖7–9 第三階模態(tài)結(jié)果的動(dòng)畫演示用動(dòng)畫（animate）演示分析的結(jié)果
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