SOL103响应动力学频响分析

时间：2023-11-19 理论教育版权反馈

【摘要】：解算方案可以在模态分析的基础上，进行动态响应分析。2）在窗口下方，单击将其展开。图12-42 响应动力学局部放大图3）其中分别代表X、Y、Z三个方向的模态有效质量分数。图12-43 编辑阻尼系数3.采用SOL103响应动力学进行频率响应分析1）右键单击节点，选择选项。

SOL103响应动力学频响分析

解算方案【SOL 103响应动力学】可以在模态分析的基础上，进行动态响应（频响分析和瞬态分析）分析。用户可以先求解模态，然后基于模态分析的结果建立动态响应分析方案。本节将介绍该解算方案的应用。

1.采用SOL103响应动力学进行模态分析

1）新建解算方案，类型为【SOL 103响应动力学】，名称改为【SOL103RS】。在该解算方案中定义约束时，可以设置【强制运动位置】。

提示

【强制运动位置】用于预先设定外界激励的运动方向，便于后续建立响应分析时施加该方向上的强制运动（位移、速度或加速度等）。

2）将解算方案【SOL108DFR】中的约束添加到【SOL103_RS】中，该约束是将底部RBE2连接的主节点设置为【DOF1】自由，其他固定。单击【约束类型】工具栏中的【强制运动位置】按钮，选择底部RBE2连接的主节点，【DOF1】设为【强制】，其他为【自由】，单击【确定】按钮。

3）右键单击子工况【Subcase-Dynamics】，选择【编辑】。在【解算步骤】对话框中，单击【Lanczos数据】后面的【编辑】按钮，将【所需模态数】改为【20】，单击【确定】按钮。

4）保存文件，并提交求解。分析完成后，可以查看模态结果。可以看出：各阶模态的固有频率和模态形状与【SOL103_EIG】解算模块分析的结果是一样的，但是多了一个约束模态（结果列表最下方——约束模态1，节点2371，自由度1）。

2.建立SOL103响应动力学解算方案

1）选择【菜单】命令，在【插入】选项后单击【响应动力学】按钮，在弹出的对话框中，解算方案栏选择SOL103RS，单击【确定】按钮。

2）在【仿真导航器】窗口下方，单击【响应动力学局部放大图】将其展开。然后展开上方结构树中的【Response Dynamics1】节点，选择【Normal Modes[20]】节点，可以在【响应动力学局部放大图】中看到正则模态的相关信息，如图12-42所示。

图12-42 响应动力学局部放大图

3）其中【%X_Mass】【%Y_Mass】【%Z_Mass】分别代表X、Y、Z三个方向的模态有效质量分数（以下简称“质量分数”）。窗口下方的【有效质量总计】代表了所求解的模态在各个方向上的质量分数的总和。前面提到，采用模态法进行动态响应分析时，存在模态截断。一般不会求解所有的模态，所以质量分数的总和不会达到100%。为了得到比较精确的结果，一般要求激励方向上的质量分数总和达到80%以上。本案例中，各个方向的质量分数都在90%以上，满足精度要求。如果质量分数较低，可以增加模态数量。

4）设置阻尼。右键单击【Normal Modes[20]】节点，选择【编辑阻尼系数】选项，在【粘滞】后面的参数框中输入【3】，表示粘滞阻尼系数为3%，如图12-43所示，单击【确定】按钮。在【响应动力学局部放大图】中，可以看到【%Viscous】全部变成了【3】。如果要给某个模态设置不同的阻尼系数，可以在响应动力学局部放大图中右键单击该模态，选择【编辑阻尼系数】进行设置。

图12-43 编辑阻尼系数

3.采用SOL103响应动力学进行频率响应分析

1）右键单击【Response Dynamics1】节点，选择【新建事件】选项。弹出【新建事件】对话框，选取【类型】下拉列表框内的【频率】，【名称】改为【Event_FR】，单击【确定】按钮。

2）右键单击新增的【Excitations】节点，选择【新建激励】选项后的【平移节点】选项，如图12-44所示。弹出【新建平移节点激励】对话框，在【激励位置】栏中，选择【激励】下拉列表框内的【强制运动】选项，【选择方法】默认为【列表选择】，单击【ID】后面的【激励位置列表】按钮，选择【Node2371：X】，单击【确定】按钮（这里强制运动的激励位置，只能选择前面设置过【强制运动位置】的节点及相应的自由度）。

3）回到【新建平移节点激励】对话框中，在【激励函数】栏中，勾选【X】复选框，单击后面的按钮，选择【函数管理器】选项，如图12-45所示。弹出对话框，单击【新建】按钮。在弹出的【XY函数编辑器】中，可以设置动态激励载荷的函数。依次单击三个按钮，可以分别设置名称、数据类型和数据的值，如图12-46所示。(www.xing528.com)

图12-44 新建激励图

图12-45 创建强制运动激励

图12-46 XY函数编辑器

4）在最后一步中，单击【从文本编辑器输入】按钮，弹出文本框，依次输入【10，1】和【400，1】，如图12-47所示，单击【确定】按钮（表示频率从100Hz到400Hz，强制位移的幅值为1，保持不变）。全部单击【确定】按钮，关闭所有的对话框。

5）右键单击【Event_FR】节点，选择【求解模态响应】命令。右键单击【EventFR】，选择【评估函数响应】选项后的【节点】选项，如图12-48所示。在弹出的【计算节点函数响应】对话框中，选取【结果】下拉列表框内的【位移】选项，【响应节点】选择电机质心的节点，【数据分量】选为【X】，勾选【存储至AFU】复选框，如图12-49所示，单击【确定】按钮。在工作窗口绘制出电机质心的位移频率响应曲线，如图12-50所示。