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2013-06-14 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線
頻率分析 (Frequency Analysis)
每個結(jié)構(gòu)都有以特定頻率振動的趨勢,這一頻率也稱作自然頻率或共振頻率。 每個自然頻率都與模型以該頻率振動時趨向于呈現(xiàn)的特定形狀相關(guān),稱為模式形狀。 當(dāng)結(jié)構(gòu)被頻率與其自然頻率一致的動態(tài)載荷正常刺激時,會承受較大的位移和應(yīng)力。 這種現(xiàn)象就稱為共振。 對于無阻尼的系統(tǒng),共振在理論上會導(dǎo)致無窮的運動。 但阻尼會限制結(jié)構(gòu)因共振載荷而產(chǎn)生的反應(yīng)。
如果您的設(shè)計將要承受已知頻率的動態(tài)載荷,頻率分析可幫助您避免共振。
注意: 在某些設(shè)備的設(shè)計中需要共振。
實際模型有無窮多個自然頻率。 但有限元素模型的自然頻率數(shù)目是有限的,等于模型中考慮的自由度數(shù)。 在大多數(shù)情況下,只需要前幾個模式。
自然頻率和相應(yīng)的模式形狀取決于幾何、材料屬性和支撐條件。 自然頻率和模式形狀的計算稱為形態(tài)、頻率和正常模式分析。
模式形狀示例
單擊此處查看矩形盤只沿其兩條短邊支撐的前幾個模式形狀的動畫
頻率分析中載荷的影響
在生成模型幾何時,通常是根據(jù)模型的原始(未變形)形狀生成。 有些載荷,例如結(jié)構(gòu)本身的重量,始終存在并且可能對結(jié)構(gòu)的形狀及其形態(tài)屬性造成很大的影響。 在許多情況下,此影響可以忽略,因為引發(fā)的偏差很小。
COSMOSWorks 提供了選項,可讓您在頻率 對話框中啟用使用平面內(nèi)效果來考慮應(yīng)用的載荷對形態(tài)屬性的影響。 選中“使用平面內(nèi)效果”選項后運行頻率研究時,程序會先運行線性靜態(tài)分析計算變形的形狀,然后再運行頻率分析。
張力會增大結(jié)構(gòu)的自然頻率,而壓力會減小結(jié)構(gòu)的自然頻率。
注意: 要在共振頻率中包括負載的影響,必須使用 Direct Sparse 解算器。
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