搜索大話CAE | （七）CAE在模態分析中的應用【轉發】
2017-06-01 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
上篇談到的是CAE在結構靜力學中的應用。所謂靜力學,是相對于動力學問題而言。而所謂動力學,是說,結構的加速度效應不可忽略,此時,結構的慣性開始起作用。動力學問題通常有以下幾類:模態分析,諧響應分析,瞬態動力學分析,譜分析和PSD分析。本篇列舉一個模態分析的例子。
我們都知道,一個結構是有固有頻率的,當外界激勵的頻率與結構的固有頻率保持一致時,結構會出現共振。這是一種一般性的認識。實際上,一個結構的固有頻率并不只有一個,而是有無限多。這些頻率是一系列離散的值,有較低的頻率,也有較高的頻率。通常我們所關心的主要是前面6階左右的低階頻率。當外界激勵與這些離散的低階頻率一致時,結構就會共振。一旦共振,結構的應力會大大增加,可能會出現斷裂。
模態分析的目的,就是考察一個結構的固有頻率,以及與每一階頻率所對應的振型。所謂振型,是指當此階固有頻率被激發時,結構上各個點所產生位移的相對值。對應不同的固有頻率,振型是不一樣的。下面考察一個例子,該例子來自于板殼力學。一個圓周固支的圓板,要求其固有頻率及固有振型。
使用ANSYS進行模態分析,得到的前三階固有頻率如下
可以知道,其前三階固有頻率分別是213.39,854.01,1959.7HZ。當外界激勵達等于這幾個值時,板就會發生共振。
對于第一階頻率,其振型如下
第二階頻率的振型如下
第三階頻率的振型如下
上述三張圖片分別說明了,當不同的固有頻率被激發時,板上的各點振動幅值的相對大小。
——宋博士
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