前言:
瞬态动力学分析即时间历程分析,就是分析结构在任意随时间变化载荷作用下响应的技术。在瞬态动力学分析中输入数据为时间函数的载荷,输出数据为随时间变化的位移或其它导出量,如应力、应变等。
瞬态动力学分析不用考虑各种参数随时间的变化,仿佛将时间定格,只分析这一时刻各物理量,即将随时间变化复杂的系统,在时间上定格,接着对其分析总结规律,最后在应用到整个时间历程中,得到总体变化规律。
瞬态动力学分析理论 :
瞬态动力学的基本运动方程是:
瞬态动力学分析方法有三种:即完全法、缩减法以及模态叠加法。
1、完全法
完全法采用完整的系统矩阵计算瞬态响应,无矩阵缩减。该方法在三种方法中功能最强,允许各类非线性特性,如塑性、大变形、大应变等,但若并不需要进行非线性分析,应当考虑使用另两种方法,因为该方法为三种方法中开销最大的。
其优点:
使用方便,不必关心选择主自由度和振型;
允许各种类型的非线性特性,如塑性、大变形、大应变等;
采用完整矩阵,不涉及质量矩阵近似;
在一次分析中就可得到所有位移与应力;
允许施加所有类型的载荷,如节点力、外加的(非零)位移(不建议使用)和单元载荷(压力、温度等),还允许通过table数组参数指定表边界条件;
允许在实体模型上施加载荷。
缺点:在三种方法中,开销最大。
2、缩减法
缩减法采用主自由度即缩减矩阵压缩问题规模来实现的。其优点:比完全法快,且开销小。
其缺点:
初始解只计算主自由度的位移,第二步进行扩展计算,得到完整空间上的位移、应力以及力等物理量;
不能施加单元载荷,如压力、温度等,但允许施加加速度;
所有载荷必须在用户定义的主自由度上,限制在实体模型上施加载荷;
在整个瞬态分析过程中,时间步长必须保持恒定,不允许启用自动时间步长;
唯一允许的非线性特性为简单的点-点接触(间隙条件)。
3、模态叠加法
模态叠加法通过对模态分析得到的振型乘上因子,并求和来计算结构的响应。
其优点:
对于许多问题,它比缩减法或完全法更快、开销更小;
只要模态分析不采用PowerDynamics方法,通过LVSCALE命令将模态分析中施加的单元载荷引入瞬态分析中;
允许考虑模态阻尼。
缺点:
整个瞬态分析过程中,时间步长必须保持恒定,不允许采用自动时间步长;
唯一允许的非线性特性为简单的点-点接触(间隙条件);
不能施加强制(非零)位移。
瞬态动力学分析的步骤:
第一步,启动workbench软件,然后选择我们需要分析的模块进行分析。
第二步,导入三维模型。首先,右键“几何体”,选择“文件”,然后选择弹出窗口中选择导入模型文件。
第三步,选择零件材料。双击工程材料一栏可以查看材料属性或者自建属性,一般使用软件默认材料结构钢就行,或者使用公司的材料库,文件导入软件后,在这个时候,依次选择“几何”下的“零件”,并且在左下角的“Details of 'Part’”中以调整零件材料属性。
第四步,划分网格。选择Mesh,右键选择选择自己想要划分的方法以及网格尺寸大小,设置完成后再次右键选择生成网格。
第五步,添加约束。选择“Fixed Support”, 选择梁的下表面作为支撑面,点击“Apply”按钮进行确定。
第六步,添加载荷。在梁的端点处建立瞬时载荷。
第七步,设置求解时间步。打开自动时间步,设置时间子步为1E-3。
第八步,求解。右键点击选择“Project”树中的“Solution”,随后选择“Solve”求解。
等待计算完成后查看 位移-时间曲线 该点的位移响应。
作者简介:董立,NVH & CAE小白
END
联系客服