动态频率分析概述
动态频率分析可评估系统对频率相关振幅的周期性载荷的周期响应。载荷输入采取带有相应振幅的驱动频率的形式。
在动态频率分析中，Creo Simulate 计算模型中响应不同频率下载荷振荡的位移、速度、加速度以及应力的振幅和相位。如果关注非稳态受迫响应，例如循环载荷，则使用动态频率分析。
仅对于基础激励，您才可以指示 Creo Simulate 计算模态质量参与因子，以便您能够更好地评估结果的精度。Creo Simulate 还为已为模型定义的动态频率分析计算所有有效的测量。
可以指示 Creo Simulate 按指定频率间隔报告全部结果。
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动态频率分析的基础激励
仅当动态分析参考某个受约束模态分析时，“基础激励”(Base excitation) 才可用。
如果模型上未定义载荷，则必须使用基础激励来定义动态分析。在此情况下，结构是由其支架的规定振动激励的。
基础加速度频率相关性 (Base Acceleration Frequency Dependence) – 当您选择“基础激励”(Base Excitation) 作为载荷类型时，指定支架的运动方向和基础加速度的振幅和相位作为频率的函数。此区域显示以下项：
• 激励类型 (Excitation Type) – 指定支架的激励类型。对话框中显示的项随所选的激励类型而有所不同。
◦ 单向平移 (Uni-directional translation) - 只允许支架沿一个方向平移。在 WCS 或选定笛卡尔坐标系中指定其 X、Y 和 Z 分量的方向和沿该方向的基础加速度。
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对于“单向平移”(Uni-directional translation)，系统会忽略方向矢量的模，因而只有它的方向信息会影响加速度。
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◦ 平移和旋转 (Translations & rotations) - 允许支架平移和旋转。为支架沿 WCS 或选定坐标系的各个轴的平移和旋转加速度指定 X、Y 和 Z 分量。旋转是绕参考坐标系的原点进行的。
◦ “在 3 个点处平移”(Translations at 3 points) – 基于 6 个平移方向，指定 3 个点支架的运动。对于该选项，必须使用 3 个点约束来约束参考的模态分析。所有的平移必须限制在第一个点，2 个平移限制在第二个点以及 1 个平移限制在第三个点，这样可禁止刚体移动。
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2D 平面应力和 2D 平面应变模型可将“单向平移”(Uni-directional translation) 或“平移和旋转”(Translations & rotations) 作为激励类型。对于 2D 轴对称模型，只能将“单向平移”(Uni-directional translation) 作为激励类型。
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• 坐标系 (Coordinate system) – 对于“单向平移”(Uni-directional translation)，选择一个坐标系以指定支架移动的方向。WCS 为默认坐标系。也可选择笛卡尔用户坐标系。
对于“平移和旋转”(Translations & rotations)，可使用坐标系来指定加速度的平移和旋转分量。
对于“在 3 个点处平移”(Translations at 3 points)，在定义支架的约束时定义坐标系。
对于所选的激励类型，需要指定以下项：
• 值 (Value) - 为基础加速度指定一个值。从相邻的下拉列表中选择加速度或角加速度的单位。“值”(Value) 可作为一个乘数。振幅函数乘上一个值可得出支架的最终基础加速度。
基础加速度的方向是“平移和旋转”(Translations & rotations) 或“在 3 个点处平移”(Translations at 3 points) 时，需要指定各个分量的值。
• 幅度 (Amplitude) – 为分析指定振幅函数或使用为分析指定的默认函数。振幅函数是一个没有单位的函数。振幅作为频率的函数而变化。
• 相位 (Phase) – 创建或选择相位函数，或使用默认函数。相位作为频率的函数而变化。
打开当方向为“平移和旋转”(Translations & rotations) 或“在 3 个点处平移”(Translations at 3 points) 时，需要选择各方向对应的复选框以激活“值”(Value)、“振幅”(Amplitude) 和“相位”(Phase) 字段。
| | 对于在 Wildfire 5.0 和更早版本中创建的模型，将方向选择为单向。将值指定为 1，并为振幅和相位选择默认函数。 |
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在三个点处平移
对于动态时间、频率或随机分析，要根据三点支架平移指定基础运动，需要以特定方式约束模型。在参考的模态分析中，必须为模型中 3 个非共线点定义点约束。
点约束必须满足下列示例中列出的标准：
• 让我们来研究下图所示的三个点。第一个点的平移自由度 (DOF) 必须固定，第二个点必须在两个轴上受到约束，第三个点只能在一个轴上受到约束。虽然有这三点约束，但是只有模型的刚体运动受到约束。
• 这三点约束的约束集必须采用 WCS 或常用的笛卡尔 UCS。
• 第一个点的所有平移 DOF 必须固定。示例中，点 1 沿 X、Y 和 Z 方向上的平移必须都受到约束。
• 连接点 1 与点 2 的直线必须与坐标系的某个轴平行。点 2 必须能沿该轴自由移动。沿其它两个轴的移动应该受到约束。示例中，连接点 1 与点 2 的直线与 Y 轴平行。点 2 在 X 和 Z 方向上的平移应该受到约束。
• 点 3 所在的平面必须通过连接点 1 与点 2 的直线并与某个坐标平面平行。点 3 必须在垂直于这三个点确定的平面的方向上受到约束。示例中，这三个点定义了 X-Y 平面。点 3 在 Z 方向上的平移必须受到约束。
动态频率分析输出
“动态频率分析”(Dynamic Frequency Analysis) 对话框的“输出”(Output) 选项卡包括以下各项：
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计算动态频率分析量
使用“动态频率分析”(Dynamic Frequency Analysis) 对话框中的“计算”(Calculate) 区域，可以针对动态频率分析指定要计算的结果类型。
如果希望 Creo Simulate 计算完整结果，请选择下列复选框之一：
• - 计算应力。如果不需要应力结果，则可以清除此复选框以节省磁盘空间并显著减少分析时间。
• - 计算梁和壳在整个模型上的旋转自由度。
如果模型只由 3D 实体、2D 实体或 2D 板元素组成，即使选择了此复选框，也不会计算旋转自由度。这些元素类型的旋转始终为零。
• 层应力 (Ply Stresses) - 计算逐层应力结果。此复选框只适用于定义了层压板壳属性的模型。
仅当通过基础激励进行加载时，“动态频率分析”(Dynamic Frequency Analysis) 对话框中的以下选项才可用：
• 质量参与因子 (Mass participation factors) - 计算模态质量参与因子。此项可能导致计算时间明显增加。
对于确定是否包括从模态分析获得的足够振动模式以确保获得精确结果来说，质量参与因子特别重要。
• “位移、速度、加速度相对于”(Displacements, velocities, accelerations relative to) – 计算位移结果、速度结果和相对于地面或支架的加速度结果。
• “包括表函数的频率步长”(Include frequency steps from table function) – 确保输出解决方案包括输入载荷表函数中的所有步长，而不仅仅是 Creo Simulate 自动选择的那些步长。
您无法访问此处没有选择的量的完整结果。无论您在此处选择的是哪项，Creo Simulate 都将计算对某一分析有效的所有测量。您可以通过摘要报告或通过在结果窗口中绘制测量来访问测量的结果。
| | 如果您在定义动态测量时选择“时间/频率评估”(Time/Frequency Eval)，则只能通过结果窗口访问该测量的结果。 |
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