Раздел 12 Вынужденное перемещение

Содержание

Слайд 2

Раздел 12. Вынужденное перемещение ВЫНУЖДЕННОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ В ДИНАМИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ………………12 - 4

Раздел 12. Вынужденное перемещение

ВЫНУЖДЕННОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ В ДИНАМИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ………………12 - 4
МЕТОДЫ АНАЛИЗА………………......................................................………............

12 - 5
МЕТОД №1...…………...…………………………………………………………………... 12 - 6
НАБОРЫ СТЕПЕНЕЙ СВОБОДЫ………........................................................……. 12 - 7
ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ……..………............………………………….................... 12 - 8
УРАВНЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ…………………….... 12 - 9
УРАВНЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ЧАСТОТНОГО ОТКЛИКА…..……………………….. 12 - 10
ЗАМЕЧАНИЕ К МОДАЛЬНОМУ МЕТОДУ...........................................……………... 12 - 11
ИНТЕРФЕЙС ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ...…….............................................……………….... 12 - 12
ПАРАМЕТР TYPE……….……………….............................……………………………... 12 - 13
ПРИМЕР: РАЗДЕЛЫ EXECUTIVE И CASE CONTROL……………………………….. 12 - 14
ПРИМЕР: РАЗДЕЛ BULK DATA…………............................................………………. 12 - 15
ПРИМЕР №7A – ПРЯМОЙ АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА С
ВЫНУЖДЕННЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ.……………….…...........………………………. 12 - 16
Слайд 3

Вынужденное перемещение (продолж.) ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА №7A…………………..............……………………12 - 18 РЕЗУЛЬТАТЫ

Вынужденное перемещение (продолж.)

ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА №7A…………………..............……………………12 - 18
РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ПРИМЕРА

№7A………………………...……................... 12 – 20
ПРИМЕР №8B – МОДАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА С
ВЫНУЖДЕННЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ………………………………………………….. 12 - 24
ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА №7B…………………..................................…... 12 - 26
РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ПРИМЕРА №7B……………………….....................….…12 - 28
ПРИМЕР №8A – ПРЯМОЙ АНАЛИЗ ЧАСТОТНОГО ОТКЛИКА С
ВЫНУЖДЕННЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ………………………………….….…...…….. 12 - 32
ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА №8A...……………………................................ 12 - 34
РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ПРИМЕРА №8A………………...…….......................... 12 - 36
ПРИМЕР №8B - МОДАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЧАСТОТНОГО ОТКЛИКА С
ВЫНУЖДЕННЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ………………………………….….…...……. 12 - 40
ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА №8B......……………………............................ 12 - 42
РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ПРИМЕРА №8A………………………......................... 12 - 44
Слайд 4

Вынужденное перемещение в динамическом анализе Используется для анализа конструкций, подверженных заданным

Вынужденное перемещение в динамическом анализе

Используется для анализа конструкций, подверженных заданным перемещениям,

скоростям и ускорениям.
Примеры воздействий: землетрясение (для анализа переходного процесса), вибрационный стенд с качающейся частотой (для анализа частотного отклика), дорожное воздействие на подвеску колес автомобиля.
Слайд 5

Методы анализа Предусмотрено четыре метода: 1. Прямое задание вынужденного перемещения, скорости

Методы анализа

Предусмотрено четыре метода:
1. Прямое задание вынужденного перемещения, скорости или
ускорения

(рекомендуемый метод).
2. Метод большой массы (см. Приложение E)
3. Метод большой жесткости (только вынужденное перемещение,
см. Приложение E)
4. Метод множителей Лагранжа (см. Приложение E)
Слайд 6

Метод №1 Метод №1 – рекомендуемый метод и он обсуждается на

Метод №1

Метод №1 – рекомендуемый метод и он обсуждается на данном

семинаре.
Этот метод предусмотрен в MSC.Nastran (версия 2001 и дальнейших).
В данном методе вынужденное перемещение моделируется прямым заданием необходимых перемещения, скорости или ускорения с помощью операторов SPC / SPC1 и SPCD в Bulk Data Section.
Интерфейс метода очень близок к интерфейсу вынужденного перемещения в статическом анализе.
Слайд 7

Наборы степеней свободы При прямом методе анализа вынужденное перемещение задается для степеней свободы из набора S-set.

Наборы степеней свободы

При прямом методе анализа вынужденное перемещение задается для степеней

свободы из набора S-set.
Слайд 8

Основные уравнения Для набора N-set уравнения колебаний выглядят как где ⎭

Основные уравнения

Для набора N-set уравнения колебаний выглядят как
где







+

=













+













+













s

q

p

p

u

u

K

K

K

K

u

u

B

B

B

B

u

u

M

M

M

M

s

f

s

f

ss

sf

fs

ff

s

f

ss

sf

fs

ff

s

f

ss

sf

fs

ff

..

..

.

.

Слайд 9

Уравнения для анализа переходных процессов Первое матричное уравнение может быть решено

Уравнения для анализа переходных процессов

Первое матричное уравнение может быть решено относительно

перемещений F-set:
Затем из второго матричного уравнения определяются силы закреплений:

(

)

s

fs

s

fs

s

fs

f

f

ff

f

ff

f

ff

u

K

u

B

u

M

p

u

K

u

B

u

M

+

+


=

+

+

[

]

[

]

[

]




+




+







+


=

s

f

ss

sf

s

f

ss

sf

s

f

ss

sf

s

s

u

u

K

K

u

u

B

B

u

u

M

M

p

q

..

..

..

..

.

.

.

.

Слайд 10

Уравнения для анализа частотного отклика При анализе частотного отклика перемещения F-set

Уравнения для анализа частотного отклика
При анализе частотного отклика перемещения F-set определяются

как
Силы закреплений определяются из следующего выражения
Слайд 11

Замечание к модальному методу Основываясь на опыте, можно рекомендовать всегда включать

Замечание к модальному методу
Основываясь на опыте, можно рекомендовать всегда включать остаточные

векторы в модальное решение.
В настоящее время остаточные векторы по умолчанию в модальное решение не включаются.
Слайд 12

Интерфейс пользователя Операторы SPC / SPC1 в Bulk Data Section используются

Интерфейс пользователя

Операторы SPC / SPC1 в Bulk Data Section используются для

идентификации степеней свободы (СС), для которых задается вынужденное перемещение. Эти операторы активизируются оператором SPC в Case Control Section.
Операторы SPCD в Bulk Data Section используются для задания вынужденных перемещений. Эти операторы инициируются с помощью параметра EXCITEID в операторах TLOADi или RLOADi в Bulk Data Section.
Параметр TYPE в операторах TLOADi или RLOADi в Bulk Data Section определяет тип вынужденного перемещения (собственно перемещение, скорость или ускорение).
Оператор PARAM, RESVEC, YES должен быть использован для инициализации метода остаточных векторов. (В будущих версиях MSC.Nastran предполагается инициировать этот метод по умолчанию.)
Слайд 13

Параметр TYPE Тип воздействия задается в поле 5 оператора TLOADi в

Параметр TYPE

Тип воздействия задается в поле 5 оператора TLOADi в Bulk

Data Section или в поле 8 оператора RLOADi в Bulk Data Section:
При буквенном обозначении, для краткости, название типа воздействия можно сократить даже до одной буквы.
Слайд 14

Пример: разделы Executive и Case Control SOL 111 CEND $ TITLE

Пример: разделы Executive и Case Control

SOL 111 CEND $ TITLE =Example for Direct Enforced Motion

SUBTITLE=Modal Frequency Response Analysis $ SPC =1 METHOD =10 FREQUENCY=20 $ SET 1 = 1000,1001 ACCELERATION(SORT2,PRINT,PHAS)=1 $ SUBCASE 1 LABEL=Unit Acceleration in x-Direction DLOAD=100 $ SUBCASE 2 LABEL=Unit Acceleration in y-Direction DLOAD=200 $
Слайд 15

Пример: раздел Bulk Data BEGIN BULK $ PARAM, G, 0.02 $

Пример: раздел Bulk Data

BEGIN BULK $ PARAM, G, 0.02 $ 2% Structural Damping

SPC1, 1, 3456, 1000 $ z-Displ. and Rotations are fixed SPC1, 1, 12, 1000 $ x- and y-Accelerations are prescribed $ $ Modal Reduction EIGRL, 10,, 150. $ Modes up to 150Hz PARAM, RESVEC, YES $ Static Mode Shapes $ $ Base Motion Excitation $ RLOAD1, 100, 1001,,, 10,, A $ Load of Subcase 1: SPCD, 1001, 1000, 1, 1. $ Unit x-Acceleration $ RLOAD1, 200, 1002,,, 10,, A $ Load of Subcase 2: SPCD, 1002, 1000, 2, 1. $ Unit y-Acceleration $ TABLED1, 10 $ Constant for all Frequencies , 0., 1., 100., 1., ENDT FREQ1, 20, 1., 1., 49 $ Frequency Range from 1Hz to 50Hz $ INCLUDE 'tower.bdf' $ Structural Model $ ENDDATA
Слайд 16

Пример №7A Прямой анализ переходного процесса с вынужденным перемещением

Пример №7A

Прямой анализ переходного процесса с вынужденным перемещением

Слайд 17

Пример №7A. Прямой анализ переходного процесса с вынужденным перемещением Используя прямой

Пример №7A. Прямой анализ переходного процесса с вынужденным перемещением

Используя прямой метод,

выполнить анализ переходного процесса колебаний модели. Задано единичное синусоидальное ускорение заделки с частотой 250 Гц в Z направлении. Использовать конструкционное демпфирование g = 0,06, конвертировать его в вязкое на частоте 250 Гц.
Слайд 18

Входной файл для Примера №7A ID SEMINAR, PROB7A SOL 109 TIME

Входной файл для Примера №7A

ID SEMINAR, PROB7A SOL 109 TIME 30 CEND TITLE = TRANSIENT

RESPONSE WITH BASE EXCITATION SUBTITLE = USING DIRECT TRANSIENT METHOD, NO REDUCTION ECHO = UNSORTED SPC = 200 SET 111 = 23, 33 DISPLACEMENT (SORT2) = 111 VELOCITY (SORT2) = 111 ACCELERATION (SORT2) = 111 SUBCASE 1 DLOAD = 500 TSTEP = 100 $ OUTPUT (XYPLOT) XGRID=YES YGRID=YES XTITLE= TIME (SEC) YTITLE= BASE ACCELERATION XYPLOT ACCELERATION RESPONSE / 23 (T3) YTITLE= BASE DISPLACEMENT XYPLOT DISP RESPONSE / 23 (T3)

YTITLE= TIP CENTER DISPLACEMENT RESPONSE XYPLOT DISP RESPONSE / 33 (T3) $ BEGIN BULK $ $ PLATE MODEL DESCRIBED IN NORMAL MODES EXAMPLE $ INCLUDE ’plate.bdf’ PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, 0.00259 $ $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING $ PARAM, G, 0.06 PARAM, W3, 1571. $ $ APPLY EDGE CONSTRAINTS $ SPC1, 200, 12456, 1, 12, 23, 34, 45

Слайд 19

Входной файл для Примера №7A $ $ APPLY ACCELERATION TO THE

Входной файл для Примера №7A

$ $ APPLY ACCELERATION TO THE BASE $ SPC1, 200,

3, 23 SPCD, 600, 23, 3, 1.0 TLOAD2, 500, 600, , ACCE, 0.0, 0.004, 250., -90. $ $ RBE MASS TO REMAINING BASE POINTS $ RBE2, 101, 23, 3, 1, 12, 34, 45 $ $ SPECIFY INTEGRATION TIME STEPS $ TSTEP, 100, 200, 2.0E-4, 1 $ ENDDATA
Слайд 20

Результаты решения Примера №7А

Результаты решения Примера №7А

Слайд 21

Результаты решения Примера №7А

Результаты решения Примера №7А


Слайд 22

Результаты решения Примера №7А

Результаты решения Примера №7А


Слайд 23

Результаты решения Примера №7А

Результаты решения Примера №7А


Слайд 24

Пример №7B Модальный анализ переходного процесса с вынужденным перемещением

Пример №7B

Модальный анализ переходного процесса с вынужденным перемещением

Слайд 25

Пример №7B. Модальный анализ переходного процесса с вынужденным перемещением Используя модальный

Пример №7B. Модальный анализ переходного процесса с вынужденным перемещением

Используя модальный метод,

выполнить анализ переходного процесса колебаний модели. Задано единичное синусоидальное ускорение заделки с частотой 250 Гц в Z направлении. Использовать конструкционное демпфирование g = 0,06, конвертировать его в вязкое на частоте 250 Гц. Включите в решение остаточный вектор.
Слайд 26

Входной файл для Примера №7B ID SEMINAR, PROB7B SOL 112 TIME

Входной файл для Примера №7B

ID SEMINAR, PROB7B SOL 112 TIME 30 CEND TITLE = TRANSIENT

RESPONSE WITH BASE EXCITATION SUBTITLE = USING MODAL TRANSIENT METHOD, NO REDUCTION ECHO = UNSORTED SPC = 200 METHOD = 1000 SET 111 = 23, 33 DISPLACEMENT (SORT2) = 111 VELOCITY (SORT2) = 111 ACCELERATION (SORT2) = 111 SUBCASE 1 DLOAD = 500 DLOAD = 500 TSTEP = 100 $ OUTPUT (XYPLOT) XGRID=YES YGRID=YES XTITLE= TIME (SEC) YTITLE= BASE ACCELERATION XYPLOT ACCELERATION RESPONSE / 23 (T3) YTITLE= BASE DISPLACEMENT XYPLOT DISP RESPONSE / 23 (T3) YTITLE= TIP CENTER DISPLACEMENT RESPONSE XYPLOT DISP RESPONSE / 33 (T3) $

BEGIN BULK $ $ PLATE MODEL DESCRIBED IN NORMAL MODES $EXAMPLE $ INCLUDE ’plate.bdf’ PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, 0.00259 $ $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING $ PARAM, G, 0.06 PARAM, W3, 1571. $ $ APPLY EDGE CONSTRAINTS $ SPC1, 200, 12456, 1, 12, 23, 34, 45

Слайд 27

Входной файл для Примера №7B PARAM, RESVEC, YES EIGRL, 1000, ,

Входной файл для Примера №7B

PARAM, RESVEC, YES EIGRL, 1000, , , 10 $ $

APPLY ACCELERATION TO THE BASE $ SPC1, 200, 3, 23 SPCD, 600, 23, 3, 1.0 TLOAD2, 500, 600, , ACCE, 0.0, 0.004, 250., -90. $ $ RBE MASS TO REMAINING BASE POINTS $ RBE2, 101, 23, 3, 1, 12, 34, 45 $ $ SPECIFY INTEGRATION TIME STEPS $ TSTEP, 100, 200, 2.0E-4, 1 $ ENDDATA
Слайд 28

Результаты решения Примера №7B

Результаты решения Примера №7B

Слайд 29

Результаты решения Примера №7B

Результаты решения Примера №7B


Слайд 30

Результаты решения Примера №7B

Результаты решения Примера №7B


Слайд 31

Результаты решения Примера №7B

Результаты решения Примера №7B


Слайд 32

Пример №8A Прямой анализ частотного отклика с вынужденным перемещением

Пример №8A

Прямой анализ частотного отклика с вынужденным перемещением

Слайд 33

Пример №8A. Прямой анализ частотного отклика с вынужденным перемещением Используя прямой

Пример №8A. Прямой анализ частотного отклика с вынужденным перемещением

Используя прямой метод,

определите частотный отклик плоской прямоугольной пластины (модель создана в Примере №1) в диапазоне 20-1000 Гц с шагом 20 Гц. Задается вынужденное перемещение угла пластины амплитудой 0,1. Используйте конструкционное демпфирование g=0,06.
Слайд 34

Входной файл для Примера №8A ID SEMINAR, PROB8A SOL 108 TIME

Входной файл для Примера №8A

ID SEMINAR, PROB8A
SOL 108
TIME 30 CEND TITLE= FREQUENCY RESPONSE

DUE TO .1 DISPLACEMENT AT TIP SUBTITLE= DIRECT METHOD ECHO= UNSORTED SPC= 1 SET 111= 11, 33, 55 DISPLACEMENT(PHASE, SORT2)= 111 $SDISP(PHASE, SORT2)= ALL set 222 = 11 OLOAD= 222 SUBCASE 1 DLOAD= 500 FREQUENCY= 100 $ OUTPUT (XYPLOT) $ XTGRID= YES YTGRID= YES XBGRID= YES YBGRID= YES YTLOG= YES YBLOG= NO

XTITLE= FREQUENCY (HZ) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT LOADED CORNER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT LOADED CORNER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 11 (T3RM, T3IP) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT TIP CENTER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT TIP CENTER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 33 (T3RM, T3IP) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT OPPOSITE CORNER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT OPPOSITE CORNER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 55 (T3RM, T3IP) $ BEGIN BULK $ $ PLATE MODEL DESCRIBED IN NORMAL MODES EXAMPLE $ INCLUDE ’plate.bdf’ PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, 0.00259 $ $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING

Слайд 35

Входной файл для Примера №8A $ PARAM, G, 0.06 $ $

Входной файл для Примера №8A

$ PARAM, G, 0.06 $ $ APPLY UNIT DISPLACEMENT

AT TIP POINT $ SPC1, 1, 3, 11 SPCD, 600, 11, 3, 0.1 $ RLOAD2, 500, 600, , ,310, , DISP $ TABLED1, 310, 0., 1., 10000., 1., ENDT $ $ $ SPECIFY FREQUENCY STEPS $ FREQ1, 100, 20., 20., 49 $ ENDDATA
Слайд 36

Результаты решения Примера №8A

Результаты решения Примера №8A

Слайд 37

Результаты решения Примера №8A

Результаты решения Примера №8A


Слайд 38

Результаты решения Примера №8A

Результаты решения Примера №8A


Слайд 39

Результаты решения Примера №8A

Результаты решения Примера №8A


Слайд 40

Пример №8B Модальный анализ частотного отклика с вынужденным перемещением

Пример №8B

Модальный анализ частотного отклика с вынужденным перемещением

Слайд 41

Пример №8B. Модальный анализ частотного отклика с вынужденным перемещением Используя модальный

Пример №8B. Модальный анализ частотного отклика с вынужденным перемещением

Используя модальный метод,

определите частотный отклик плоской прямоугольной пластины (модель создана в Примере №1) в диапазоне 20-1000 Гц с шагом 20 Гц. Задается вынужденное перемещение угла пластины амплитудой 0,1. Используйте конструкционное демпфирование g=0,06. Включите в решение остаточный вектор.
Слайд 42

Входной файл для Примера №8B ID SEMINAR, PROB8B SOL 111 TIME

Входной файл для Примера №8B

ID SEMINAR, PROB8B
SOL 111
TIME 30 CEND TITLE= FREQUENCY RESPONSE

DUE TO .1 DISPLACEMENT AT TIP SUBTITLE= MODAL METHOD ECHO= UNSORTED SPC= 1 SET 111= 11, 33, 55 DISPLACEMENT(PHASE, SORT2)= 111 $SDISP(PHASE, SORT2)= ALL set 222 = 11 OLOAD= 222 SUBCASE 1 METHOD= 1000
DLOAD= 500 FREQUENCY= 100 $ OUTPUT (XYPLOT) $ XTGRID= YES YTGRID= YES XBGRID= YES YBGRID= YES YTLOG= YES YBLOG= NO

XTITLE= FREQUENCY (HZ) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT LOADED CORNER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT LOADED CORNER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 11 (T3RM, T3IP) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT TIP CENTER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT TIP CENTER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 33 (T3RM, T3IP) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT OPPOSITE CORNER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT OPPOSITE CORNER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 55 (T3RM, T3IP) $ BEGIN BULK $ $ PLATE MODEL DESCRIBED IN NORMAL MODES EXAMPLE $ INCLUDE ’plate.bdf’ PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, 0.00259 $ $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING

Слайд 43

Входной файл для Примера №8B $ PARAM, G, 0.06 PARAM, RESVEC,

Входной файл для Примера №8B

$ PARAM, G, 0.06 PARAM, RESVEC, YES EIGRL, 1000, ,

, 10 $ $ APPLY UNIT DISPLACEMENT AT TIP POINT $ SPC1, 1, 3, 11 SPCD, 600, 11, 3, 0.1 $ RLOAD2, 500, 600, , ,310, , DISP $ TABLED1, 310, 0., 1., 10000., 1., ENDT $ $ $ SPECIFY FREQUENCY STEPS $ FREQ1, 100, 20., 20., 49 $ ENDDATA
Слайд 44

Результаты решения Примера №8B

Результаты решения Примера №8B

Слайд 45

Результаты решения Примера №8B

Результаты решения Примера №8B


Слайд 46

Результаты решения Примера №8B

Результаты решения Примера №8B


Слайд 47

Результаты решения Примера №8B

Результаты решения Примера №8B