技术课堂丨Abaqus谐响应分析算例

发布时间:2020-01-16 15:50:01

01

谐响应的目的


响应分析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,分析过程中只计算结构的稳态受迫振动,不考虑激振开始时的瞬态振动,谐响应分析的目的在于计算出结构在几种频率下的响应值(通常是位移)对频率的曲线,从而使设计人员能预测结构的持续性动力特性,验证设计是否能克服共振、疲劳以及其他受迫振动引起的有害效果。


02

算例构造


一根长10m两端固结的梁,矩形截面高0.4m宽0.2m,材料为钢材。需要注意的是谐响应分析为线性分析,因此不可定义材料的非线性状态。模型如下图。



03

定义step

定义3个step,Step-1计算结构模态,Step-2进行谐响应分析,Step-3为静力分析以做对比。



Step-1设置如下,Number of eigenvalues requested设置为10,即计算前10阶模态。


Step-2设置如下,Lower Frequency和Upper Frequency设置扫描频率区间,Number of Points为区间内扫描点个数,包括终点。若勾选Use eigenfrequencies to subdivide each frequency range,则程序会在特征模态附近对扫描点加以细分。Damping设置结构的阻尼,本例取阻尼0.05。



04

施加荷载


施加一幅值为1000N的正弦荷载,若施加余弦荷载则在实部填上数即可。


05

结果分析


(1)各阶模态频率


(2)静力加载下的位移为25e-6m


(3)谐响应分析位移-频率曲线,可以看出20Hz左右时位移达到较大值,约250e-6m



为什么不是在基频10Hz的时候达到共振呢?这是由于截面高0.4m,宽0.2m,横向刚度小于竖向刚度,10Hz为横向基频,20Hz为竖向基频,而荷载为竖向。


- END -


转自:工程师联盟 许佰宁


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