В этой публикации рассматривается анализ отклика случайных частотных вибраций
Данный урок был взят и переведен из учебника FEMAP Examples
Random Frequency (Vibration) Response Случайные Частоты (вибрации) Отклика могут быть использованы для имитации таких эффектов, как землетрясение грунта, давление колебаний, вызванных ветром на высотных зданиях и самолетах, и акустических возбуждениях из-за реактивных и ракетных шумов двигателя. В NX Nastran, Random Response Analysis выполняется как "пост-обработка" на ранее выполненных Frequency Response Analysis (Анализах частотной характеристики). Random Response требует многих ресурсов, используемых также в Частотной характеристике, и требует дополнительных заданных пользователем состояний нагрузки, такие как Power Spectral Density (PSD) (нагрузка регулируемая спектральной плотностью мощности функции).
Есть два отдельных метода для создания базы принудительного движения для возбуждения структуры с использованной NX Nastran. Первый способ заключается в “Large Mass method”( "метод больших масс"), который требует нагрузки, такой как сила, применяемая к "большой массе", приложенной к конструкции, которая в этом случае будет имитировать ускорения нагрузки. Большая масса описывается как объект (как правило, одна материальная точка) в 10^5 - 10^13 раз больше массы конструкции. "Прямой метод" немного проще в настройке и позволяет пользователю применять ускорение нагрузки непосредственно к конкретному узлу, и не требует большой массы, чтобы применить принудительное движение."Прямой метод" может использоваться со всеми версиями NX Nastran, поэтому он должен быть предпочтительным методом для тех пользователей, которые учатся проводить анализ с участием принудительного движения. Мы будем изучать оба метода в этом упражнении. Больше информации для анализа случайных вибраций находится по адресу:
http://femci.gsfc.nasa.gov/random/index.html
Для этого примера, вы можете использовать модель, которая была сохранена в конце Модального Частотного упражнения или найти модель в папке Random Response каталога FEMAP Examples. Вы будете работать через весь процесс анализа, который включает в себя:
- Создание нагрузки, регулируемой спектральной плотностью мощности функции.
- Создание условий принудительного движения нагрузкой, используя "Метод Большой Массы" и "Прямой метод"
- Установка групп, чтобы обратиться к определенным output (выходным) запросам
- Анализ модели, используя NX Nastran. Random Response решение
- Пост-обработка результатов функций с помощью XY графиков.
Открытие Существующей Модели FEMAP
Что:
Откройте существующий файл модели FEMAP hingemodal.mod.
Как:
Шаг | | Команда: |
1. | | File (файл), Open (открыть) |
2. | | Открытое диалоговое окно:
FEMAP_INSTALL_FOLDER/Examples/Dynamics/Random Response/hingemodal.mod
... или hingemodal.mod файл сохранен в конце упражнения 16.
Click Open (открыть) |
| | |
Открытие Существующей Модели FEMAP
Что:
Откройте существующий файл модели FEMAP hingemodal.mod.
Как:
Удаление существующих Нагрузок и Граничных условий
Что:
Удалите существующие Сетов Нагрузок и Сетов Ограничения.
Как:
Шаг |
| Команда: |
1. | | Delete, Model (модель), Load Set (набор нагрузок) |
2. | | Entity Selection – Выберите Сет(ы) нагрузок чтобы удалить в диалоговом окне:
Щелкните кнопкой Select All, тогда …
Нажмите OK, тогда …
Подтвердите Delete в диалоговом окне:
Нажать OK |
3. | | Delete, Model, Constraint Set (набор закреплений) |
4. | | Entity Selection – Выберите Сет(ы) закреплений, чтобы удалить в диалоговом окне:
Щелкните кнопкой Select All (выделить все), тогда …
Нажмите OK, тогда …
Подтвердите Delete в диалоговом окне:
Нажать OK |
5. | | Заметка: Вы можете быстро удалить и наборы Нагрузок и Ограничения из дерева модели. Просто выдвиньте на первый план строку Нагрузок или строку Ограничений, затем щелкните правой кнопкой мыши и выберите, Удалить команда формируют “контекстно-зависимое меню” (это удалит ВСЕ наборы Нагрузок или Ограничений). Эта команда будет также работать с любыми отдельными Наборами Нагрузок или Ограничений. |
Определение Автоматической Спектральной Функции Плотности
Автоматическая Спектральная Плотность (PSD), функции созданы из эмпирических данных, восстановленных акселерометрами во время динамического испытания (мы будем фактически создавать Ускорение Спектральной Плотности (ASD) функции, которая приближает фактический график PSD). Для этого примера мы собираемся использовать очень основную функцию PSD, чтобы продемонстрировать использование функции PSD в Случайном Отклике. Устройства нашей функции PSD - G^2/Hz, где G - Гравитационное Ускорение против Частоты в Гц.
Что:
Создайте простую функцию PSD
Как:
Шаг | | Команда: |
1. | | Model, Function (функция) |
| | Заметка: Вы можете также создать новую Функцию, используя New команду на “контекстно-зависимом меню”, расположенном на ветке дерева моделей (просто щелчок, чтобы выдвинуть на первый план отделения Functions или любой существующей Функции, тогда правый щелчок мыши, чтобы видеть контекстно-зависимое меню). |
2. | | Определение функции в диалоговом окне:
Заголовок “PSD Function” |
3. | | Выберите “3..vs. Frequency” из выпадающего списка Type (Тип). |
4. | | Выберите переключатель Single Value |
5. | | Введите данные значения в соответствующие поля:
X = 20, Y = 0.1, Тогда … нажать кнопку More (Больше)
X = 40, Y = 1.0, Тогда … нажать кнопку More
X = 100, Y = 1.0, Тогда … нажать кнопку More
X = 350, Y = 0.1, Тогда … нажать кнопку More
X = 700, Y = 0.1 |
6. | | Нажмите OK, тогда...
Щелкните Cancel |
Визуальная проверка функции PSD в графике XY - хорошая проверка прежде чем проанализировать модель.
Что:
Проверьте функцию PSD, используя XY График Функции FEMAP
Как:
Шаг | | Команда: |
1. | | View (Вид), Select или…
Нажмите F5 или иконку в панели инструментов |
2. | | В диалоговом окне Select:
Выберите переключатель XY of Function |
3. | | Щелкните кнопкой XY Functions |
4. | | Выберите диалоговое окно Multiple Functions:
Выберите “4..PSD Function” от Curve 1 в выпадающий список |
5. | | Нажмите OK (Все Диалоговые окна)
Заметьте: Чтобы создать график XY, который является более представительным для функции PSD, мы будем хотеть просмотреть это в как Логарифмический График (Log-Log) вместо Прямолинейного формата по умолчанию(Rectilinear). |
6. | | View, Options или… Нажмите F6 или иконку в панели инструментов |
7. | | Окно параметров:
Выберите переключатель PostProcessing под Category |
8. | | Выделите “XY Axes Style” в списке выбора (Это изменит правую сторону Окна параметров, чтобы появились определенные опции для выделенной опции), тогда …
Выделить “2..Log-Log” от списка выбора Plot Type |
9. | | Нажмите OK |
График XY должен выглядеть так:
что
Изменить Вид так как модель можно увидеть для выбора цели.
Как
Шаг | | Команда: |
1. | | View, Select или…Нажмите F5 или иконку в панели инструментов |
2. | | В диалоговом окне Select:
Выберите переключатель Draw Model |
3. | | Нажмите OK |
ВАЖНО: В этом пункте выполнение разделится на два отдельных участка. Одна секция “Метод Больших Масс” и другая "Прямой метод" Принужденного Применения Движения. Если Вы знакомы с “ Методом Больших Масс ” и планируете продолжить использовать этот метод, пожалуйста, продвиньтесь с обучающей программой, начинающейся ниже этого сообщения. Если Вы не делали Принужденного анализа Движения прежде, мы предлагаем, чтобы Вы сконцентрировались на "Прямом методе", который начинается с заголовка “Создание Принужденной Нагрузки Движения - Прямой метод”. "Прямой метод" - означает выполнить Принужденный Анализ Движения. Если Вы хотите сделатьоба метода, пожалуйста, сохраните свою модель в этом пункте как hingePSD.mod, чтобы иметь отправную точку для этих двух отдельных участков.
Создание Принудительной Нагрузки Движения - Метод Больших Масс
Что
Определите Большую Массу и нагрузку для Принудительного Движения. При использовании Модели, Нагрузки, Выполните команду Движения, FEMAP создаст соответствующую основную массу и силу, так же как жесткий элемент, соединяющий басовую массу с конструкцией.
Как
Шаг | | Команда: |
1. | | Model, Load (Нагрузка), Enforce (Принудительная) |
2. | | Поскольку никакие наборов Нагрузок не существуют в модели, FEMAP предложит Вам создавать одно диалоговое окно New Load Set:
Загаловок “Enforced Motion” |
3. | | Нажать OK
FEMAP попросит координаты “Основной Массы” |
4. | | Введите координаты базовой массы в диалоговом окне:
Введите значения в соответствующие поля:
X = -0,5, Y = 4, Z = 0 (Это положение материальной точки в центре отверстия) |
| | |
5. | | Нажать OK |
6. | | выбор узлов на базе в диалоговом окне:
Выберите узлы вокруг края отверстия или один узел за раз или использование альтернативного выбора методом, обсужденным в предыдущих примерах. Хорошая идея держит КЛАВИШУ CTRL, выбирая около центра отверстия и вытягивая круг выбора, пока желаемые узлы не будут в круглой области выбора.
|
| | |
7. | | Нажмите OK |
8. | | Создайте Нагрузку на Узлах (Узел 289) в диалоговом окно:
Высветите Acceleration в списке выбора, если оно не выделено ранее |
9. | | Выберите “1..Load Value vs. Frequency” из выпадающего списка Time/Freq Dependence |
10. | | Поставьте флажок AZ для текстового поля, чтобы сделать доступным |
11. | | Введите “1.0” в поле AZ |
| | |
12. | | Нажмите OK |
13. | | Диалоговое окно Mass/Accel Scale Factor:
Введите в соответствующие поля:
Mass = 0.0070248, Factor = 1000000. |
| | |
14. | | Нажмите OK |
| | |
Что
Создайте набор ограничения, чтобы ограничить узел возбуждения во всех направлениях за исключением направления ускорения (Z-перемещения).
Как
Шаг | | Команда: |
1. | | Model, Constraint (Ограничения), Nodal (Узел) |
2. | | Поскольку никаких наборов ограничений не существукт в модели, FEMAP запросит Вас создавать один:
New Constraint диалоговое окно:
Загаловок: “Load Constraint” |
3. | | Нажмите OK |
4. | | выбор узлов на базе в диалоговом окне:
Выберите узел «289» в центре окружности |
5. | | Нажмите OK
Create Nodal Constraints/DOF диалоговое окно:
Кликните Fixed, потом… |
6. | | Снимите галочку в поле TZ (оставляя остальные степени свободы выбраными) |
7. | | Нажмите OK, тогда...
в диалоговом окне выбор узлов
Щелкните Cancel |
Создание Группы для Выходных Данных
Что
Создайте группу, содержащую узел, чтобы восстановить определенные запрашиваемые выходные данные.
Как
Шаг | | Команда: |
1. | | Group (Группа), Create/Manage (Создать/Управление) |
| | Подсказка: Вы можете также создать новую Группу, использующую команду New в “контекстном меню”, расположенном на Групповом ответвлении в дереве Модели (просто щелчок, чтобы выделить верхний уровень Группового ответвления или любой существующей Группы, тогда правый щелчок мышью, чтобы увидеть контекстное меню). |
2. | | В диалоговом окне Group Manager:
Нажмите New Group |
3. | | В диалоговом окне New Group:
Загаловок: “Results Nodes” |
4. | | Нажмите OK
В диалоговом окне Group Manager:
Кликните Done |
5. | | Group, Node, ID |
6. | | выбор узлов на базе в диалоговом окне:
Введите «44» в поле ID |
7. | | Нажмите OK |
МОДЕЛЬ СЕЙЧАС ГОТОВА К АНАЛИЗУ
Начинаем анализ реакции на воздействие случайного характера
Что
Создайте анализ реакции на воздействие случайного характера и определите выходные данные, используя Analysis Set Manager
Как
Пост процессор в анализе реакций на воздействие случайного характера
Мы запросили, чтобы XY графически изображал данных (PSD по сравнению с функциями Частоты) для узлового ускорения и перемещения, который мы поместили в нашу группу “Results Nodes”. FEMAP создаст функции, представляющие эти данные. Эти данные доступны в файле результатов *.f06 а не в *.op2 двоичном файле результатов. Удостоверьтесь, что читали в *.f06 файле, чтобы просмотреть требуемый вывод, Вы используете File, Import, Analysis Results, чтобы импортировать результаты.
Что
Выведите функцию ускореня используя XY Plotting Feature в FEMAP.
Как
Шаг | | Команда: |
1. | | View (Вид), Select или…Нажмите F5 или иконку в панели инструментов |
2. | | В диалоговом окне Select:
Выберите переключатель XY of Function |
3. | | Нажмите кнопку XY Functions |
4. | | Выберите Multiple Functions для View в диалоговом окне:
Выберите “6..ACC3 PSD Node 44” из выпадающего списка Curve 1 |
5. | | Нажмите OK(во всех окнах) |
График функции ускорения для узла 44выглядит так:
Это завершение анализа Random Response, использую метод больших масс. Сохраните модель, hingeRandomLMM.mod.
Создание Принудительной Нагрузки Движения - Прямой метод
Никакая Большая Масса не прикладывает необходимого возбуждение, такое как ускорение к отдельному узлу, когда как "Прямой метод" используется, чтобы определить Принудительное Движение. Пожалуйста, отметьте, эта часть примера начинается после того, как сохранили модель по имени “HingePSD.mod”, которая содержит определенную функцию PSD. Если Вы не выполняли предыдущую часть примера, копия “HingePSD.mod” может быть найдена в папке Random Response каталога FEMAP Examples.
Что
Создайте основной узел и соедините его с конструкцией и твердым элементом.
Как
Шаг | | Команда: |
1. | | Model, Node |
2. | | Вводят Координаты или Выбор с помощью диалогового окна:
Введите значения в соответствующие поля:
X = -0,5, Y = 4, Z = 0 (Это положение узла в центре отверстия) |
3. | | Нажать OK
Затем Cancel |
4. | | Model, Element (Элемент) |
5. | | В диалоговом окне Define PLATE Element – Enter Nodes or Select with Curser:
Нажмите кнопку Type |
6. | | В диалоговом окне Element/Property Type:
Выберите переключатель Rigid в области Other Elements |
7. | | Нажмите OK |
8. | | в диалоговом окне Define RIGID Element – Enter Nodes or Select with Curser:
Выберите недавно создаваемый узел в центре круга (узел 289) в разделе Independent |
9. | | Нажмите кнопку Nodes в Dependent части диалогового окна |
10. | | выбор узлов на базе в диалоговом окне:
Выберите узлы вокруг края отверстия или один узел за раз или использование альтернативного выбора методом, обсужденным в предыдущих примерах. Хорошая идея держит КЛАВИШУ CTRL, выбирая около центра отверстия и вытягивая круг выбора, пока желаемые узлы не будут в круглой области выбора. |
| | |
11. | | Выделите “+289” в списке выбора если не выбран еще. |
12. | | Щелкните по Delete, тогда...
Нажмите OK, тогда …
Define RIGID Element – Enter Nodes or Select with Curser с помощью диалогового окна:
Нажмите OK, тогда …
Щелкните по Cancel |
Что
Создайте нагрузку ускорениея непосредственно на узле.
Как
Шаг | | Команда: |
1. | | Model, Load (Нагрузка), Nodal (Узловая) |
2. | | Поскольку никаких наборов Нагрузок не существует в модели, FEMAP запросит Вас создавать одну
Новое диалоговое окно Набора Нагрузки:
Заголовок: “Ускоряющая Загрузка” |
3. | | Нажмите OK |
4. | | в диалоговом окне Entity Selection – Enter Node(s) to Select:
Выберите Узел 289 в центре круга |
| | |
5. | | Нажмите OK |
6. | | В диалоговом окне Create Loads on Nodes:
Высветите Acceleration в списке выбора |
7. | | Введите “1.0” в поле AZ |
8. | | Уберите галочко с AX и AY |
9. | | Выберите “1..Load Value vs. Frequency” из выпадающего списка Time/Freq Dependence |
| | Нажмите OK, потом…
В диалогом окне Entity Selection – Enter Node(s) to Select:
Щелкните по Cancel |
Создание Ограничений
Узел "возбуждения", который необходимо будет фиксировать (включая в направлении ускорения) при использовании Прямого метода. Это - существенное различие между Методом Больших Масс и Прямым методом.
Что
Создайте набор ограничений и примените узловое ограничение на узел возбуждения.
Как
Шаг | | Команда: |
1. | | Model, Constraint (Ограничения), Nodal (Узловые) |
2. | | Поскольку никаких наборов ограничений не существукт в модели, FEMAP запросит Вас создавать один:
New Constraint диалоговое окно:
Загаловок: “Load Constraint” |
3. | | Нажмите OK |
4. | | выбор узлов на базе в диалоговом окне:
Выберите узел «289» в центре окружности |
5. | | Нажмите OK
Create Nodal Constraints/DOF диалоговое окно:
Кликните Fixed (Фиксированный), потом…
Нажмите OK…
В диалоговом окне Entity Selection – Enter Node(s) to Select:
Щелкните по Cancel |
Создание Группы для Выходных Данных
Что
Создайте группу, содержащую узел, чтобы восстановить определенные запрашиваемые выходные данные.
Как
Шаг | | Команда: |
1. | | Group (Группа), Create/Manage (Создать) |
| | Подсказка: Вы можете также создать новую Группу, использующую команду New в “контекстном меню”, расположенном на Групповом ответвлении в дереве Модели (просто щелчок, чтобы выделить верхний уровень Группового ответвления или любой существующей Группы, тогда правый щелчок мышью, чтобы увидеть контекстное меню). |
2. | | В диалоговом окне Group Manager:
Нажмите New Group |
3. | | В диалоговом окне New Group:
Загаловок: “Results Nodes” |
4. | | Нажмите OK
В диалоговом окне Group Manager:
Кликните Done |
5. | | Group, Node, ID |
6. | | выбор узлов на базе в диалоговом окне:
Введите «44» в поле ID |
7. | | Нажмите OK |
МОДЕЛЬ СЕЙЧАС ГОТОВА К АНАЛИЗУ
Начинаем анализ реакции на воздействие случайного характера
Что
Создайте анализ реакции на воздействие случайного характера и определите выходные данные, используя Analysis Set Manager
Как
Шаг | | Команда: |
1. | | Model, Analysis (Анализ) |
2. | | В диалоговом окне Analysis Set Manager
Нажмите кнопку New (Новый) |
3. | | В диалоговом окне Analysis Set
Загаловок: “Random Response” |
4. | | Выберите “36..NX Nastran” из выпадающего списка Analysis Program
Выберите “6..Random Response” из выпадающего списка Analysis Typ |
| | |
5. | | Нажмите Next 5 раз |
6. | | В диалоговом окне NASTRAN Modal Analysis:
Выберите переключатель Modal в разделе Solution Type |
7. | | Нажмите Next |
8. | | В диалоговом окне Dynamic Control Options:
Выберите “2..Damping Function” из выпадающего списка Modal Damping Table в разделе Equivalent
Viscous Damping, тогда …
Выберите “3..Modal Frequency Table” из выпадающего списка Frequencies в разделе Frequency
Response, тогда… |
9. | | Введите следующие значения в соответствующие поля:
Highest Freq (Hz) = 1000 |
| | |
10. | | Нажмите Next 3 раз |
11. | | В диалоговом окне NASTRAN Output for Random Analysis:
Выбрать поле "T3" для Перемещения и Ускорения в Узловом Выходном разделе (Это запросит данные XY для узла через частотный диапазон) |
| | |
12. | | Нажмите Next |
13. | | Диалоговое окно Nodal Results:
Выделите “1..Results Nodes” в списке выбора Group |
| | |
14. | | Нажмите OK |
15. | | Диалоговое окно NASTRAN Power Spectral Density Factors:
Таблица Корреляции позволяет Вам определять функцию PSD(Power Spectral Density) для каждого подслучая и также определять корреляцию между многократными подслучаями при выполнении случайного анализа с многократными подслучаями. В этом случае есть только один случай (то есть, "Master"(основной) случай), таким образом, эта таблица будет использоваться, чтобы просто определить Функцию PSD.
Выберите “4..PSD Function” из выпадающего списка PSD Function в разделе Edit Correlation Table |
16. | | Click Apply
Заметьте, что Таблица Корреляции теперь содержит дополнительную информацию о функции PSD, которая будет использоваться в анализе.
Данные появляются в этой форме в Таблице Корреляции:
Factor*(Function ID) :PSD Interpolation option |
| | |
17. | | Нажмите OK
Диалоговое окно Analysis Set Manager:
Нажмите Analyze
После Завершения Анализа FEMAP попросит “OK to read PSD vs. Frequency Functions?”… Щелкните Yes |
Пост процессор в анализе реакций на воздействие случайного характера
Мы запросили, чтобы XY графически изображал данных (PSD по сравнению с функциями Частоты) для узлового ускорения и перемещения, который мы поместили в нашу группу “Results Nodes”. FEMAP создаст функции, представляющие эти данные. Эти данные доступны в файле результатов *.f06 а не в *.op2 двоичном файле результатов. Удостоверьтесь, что читали в *.f06 файле, чтобы просмотреть требуемый вывод, Вы используете File, Import, Analysis Results, чтобы импортировать результаты.
Что
Выведите функцию ускорения используя XY Plotting Feature в FEMAP.
Как
Шаг | | Команда: |
1. | | View (Вид), Select (Выбрать) или…Нажмите F5 или иконку в панели инструментов |
2. | | В диалоговом окне Select:
Выберите переключатель XY of Function |
3. | | Нажмите кнопку XY Functions |
4. | | Выберите Multiple Functions для View в диалоговом окне:
Выберите “6..ACC3 PSD Node 44” из выпадающего списка Curve 1 |
5. | | Нажмите OK(во всех окнах) |
График функции ускорения для узла 44 выглядит так:
Комментариев нет:
Отправить комментарий