结构动力学分析实例与分析 (2)优秀课件.ppt
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1、结构动力学分析实例与分结构动力学分析实例与分析析第1页,本讲稿共13页16.1 结构动力学概述结构动力学概述定义和目的定义和目的 什么是动力学分析什么是动力学分析?动力学分析是用来确定惯性(质量效应)和阻尼起动力学分析是用来确定惯性(质量效应)和阻尼起着重要作用时结构或构件动力学特性的技术。着重要作用时结构或构件动力学特性的技术。“动力学特性动力学特性”可能指的是下面的一种或几种类型可能指的是下面的一种或几种类型:振动特性振动特性-(结构振动方式和振动频率)(结构振动方式和振动频率)随时间变化载荷的效应(例如:对结构位移和应力的效应)随时间变化载荷的效应(例如:对结构位移和应力的效应)周期(振
2、动)或随机载荷的效应周期(振动)或随机载荷的效应2第2页,本讲稿共13页动力学分析类型动力学分析类型 模态分析模态分析 瞬态动力学分析瞬态动力学分析 谐分析谐分析 谱分析谱分析 随机振动分析随机振动分析 3第3页,本讲稿共13页基本概念和术语基本概念和术语 通用运动方程通用运动方程通用运动方程如下:通用运动方程如下:求解方法求解方法两种主要方法:两种主要方法:模态叠加法模态叠加法直接积分法直接积分法4第4页,本讲稿共13页模态分析基础理论模态分析基础理论 模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性(固有频率和振型),即结构的固模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性(固有频率和振型),即
3、结构的固有频率和振型,它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时,也可以作为其它有频率和振型,它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时,也可以作为其它动力学分析问题的起点,例如瞬态动力学分析、谐响应分析和谱分析,其中模态分析动力学分析问题的起点,例如瞬态动力学分析、谐响应分析和谱分析,其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。ANSYS的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态分析。前者有旋转的的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态
4、分析。前者有旋转的涡轮叶片等的模态分析,后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态涡轮叶片等的模态分析,后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态分析。分析。ANSYS产品家族中的模态分析是一个线性分析。任何非线性特性,如塑性和接触(间隙)单元,产品家族中的模态分析是一个线性分析。任何非线性特性,如塑性和接触(间隙)单元,即使定义了也将被忽略。即使定义了也将被忽略。ANSYS提供了七种模态提取方法,它们分别是子空间法、分块提供了七种模态提取方法,它们分别是子空间法、分块Lanczos法、法、PowerDynamics法、缩减法、非对称法、阻尼法和法、缩减
5、法、非对称法、阻尼法和QR阻尼法。阻尼法和阻尼法。阻尼法和QR阻阻尼法允许在结构中存在阻尼。尼法允许在结构中存在阻尼。5第5页,本讲稿共13页模态分析过程模态分析过程建模建模加载及求解加载及求解扩展模态扩展模态观察结果观察结果6第6页,本讲稿共13页谐响应分析的定义与应用谐响应分析的定义与应用 任何持续的周期载荷将在结构系统中产生持续的周期响应(谐响应)。任何持续的周期载荷将在结构系统中产生持续的周期响应(谐响应)。谐响应分析是用于确定线性结构在承受随时间按正弦(简谐)规律谐响应分析是用于确定线性结构在承受随时间按正弦(简谐)规律变化的载荷时的稳态响应的一种技术。分析的目的是计算出结构在变化的
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