Обзор динамического частотного анализа
Динамический частотный анализ вычисляет периодический отклик системы на циклические нагружения, амплитуда которых зависит от частоты. Входная нагрузка принимает форму управляющей частоты с соответствующими амплитудами.
При динамическом частотном анализе Creo Simulate рассчитывает амплитуду и фазу смещений, скоростей, ускорений и напряжений в модели в результате отклика на приложение нагрузки с разными частотами. Динамический частотный анализ используется для анализа стационарно-силового отклика, например циклической нагрузки.
Только для возмущения основания можно предписать Creo Simulate выполнить расчет модальных массовых коэффициентов вклада, что позволит лучше оценить точность результатов. Creo Simulate также рассчитывает все доступные измерения динамического частотного анализа, определенные для модели.
Можно настроить Creo Simulate на составление полного отчета о результатах для заданных временных интервалов.
Вернуться к разделам Динамический частотный анализ или Стратегия: показ графиков с логарифмическими шкалами.
Возмущение основания для динамического частотного анализа
Тип Возмущение основания (Base excitation) доступен, только когда динамический анализ ссылается на один модальный анализ с закреплением.
Если для модели не определены нагрузки, необходимо определить динамический анализ с использованием возмущения основания. В этом случае к структуре прикладывается возмущение путем заданного встряхивания поддерживающих ее опор.
Частотная зависимость ускорения основания (Base Acceleration Frequency Dependence): определяет направление движения опор и амплитуду и фазу ускорения основания как функции частоты, если выбран тип нагрузки Возмущение основания (Base excitation). В этой области отображаются следующие элементы:
• Тип возбуждения (Excitation Type) - определяет тип возбуждения опор. Элементы, отображаемые в диалоговом окне, меняются в зависимости от выбранного типа возмущения.
◦ Однонаправленный переход (Uni-directional translation): опорам разрешено совершать только поступательные движения в одном направлении. Задайте направление, указав его X-, Y- и Z-компоненты в глобальной системе координат или выбранной декартовой системе координат, и введите ускорение основания в этом направлении.
 |
Для типа Однонаправленный переход (Uni-directional translation) игнорируется величина вектора направления, и на ускорение влияет только информация о направлении.
|
◦ Перемещения и повороты (Translations & rotations): опорам разрешено совершать как поступательные, так и вращательные движения. Задайте X-, Y- и Z-компоненты поступательного и вращательного ускорения опор вдоль каждой оси ГСК или выбранной системы координат. Вращение совершается относительно центра привязанной системы координат.
◦ Перемещения в 3 точках (Translations at 3 points): движение задается по 6 направлениям перемещения в 3 точках опоры. Для этой опции ссылаемый модальный анализ должен быть связан ограничением по 3 точкам. Любые перемещения должны быть ограничены в первой точке, два перемещения - ограничены во второй точке и одно перемещение - в третьей точке; таким образом, должно остаться запрещенным только движение жесткого тела.
|
|
В моделях двумерного плоского напряжения и двумерной плоской деформации в качестве типа возбуждения может использоваться Однонаправленный переход (Uni-directional translation) или Перемещения и повороты (Translations & rotations). В двумерных осесимметричных моделях в качестве типа возбуждения можно использовать только Однонаправленный переход (Uni-directional translation).
|
• Система координат (Coordinate system): для типа Однонаправленный переход (Uni-directional translation) выберите систему координат для определения направления движения опор. По умолчанию используется ГСК. Можно также выбрать пользовательскую декартову систему координат.
Для типа Перемещения и повороты (Translations & rotations) используется система координат для задания поступательных и вращательных компонентов ускорения.
Для типа Перемещения в 3 точках (Translations at 3 points) система координат определяется при задании ограничений для опор.
Для выбранного типа возмущения необходимо указать следующие элементы:
• Значение (Value) - величина ускорения основания. Выберите единицы линейного или углового ускорения из выпадающего списка, расположенного рядом. Значение (Value) выполняет роль множителя. Для получения результирующего ускорения опор функция амплитуды умножается на значение.
Если в качестве направления ускорения основания используется Перемещения и повороты (Translations & rotations) или Перемещения в 3 точках (Translations at 3 points), необходимо задать отдельно значения для каждого компонента.
• Амплитуда (Amplitude) - задайте функцию для амплитуды или используйте функцию по умолчанию, заданную для данного анализа. Функция амплитуды не имеет единиц измерения. Амплитуда изменяется как функция частоты.
• Фаза (Phase) - создание или выбор функции для фазы либо использование функции по умолчанию. Фаза изменяется как функция частоты.
Для амплитуды и фазы можно использовать функции нагрузки по умолчанию или щелкнуть 
, чтобы открыть диалоговое окно Функции (Functions) и создать новую функцию. Можно создавать символьные или табличные функции для амплитуды и фазы.
, чтобы открыть диалоговое окно Функции (Functions) и создать новую функцию. Можно создавать символьные или табличные функции для амплитуды и фазы.Если выбрано направление Перемещения и повороты (Translations & rotations) или Перемещения в 3 точках (Translations at 3 points), необходимо установить флажок для каждого направления, чтобы активировать поля Значение (Value), Амплитуда (Amplitude) и Фаза (Phase) .
| | Для моделей, созданных в Wildfire 5.0 и более ранних выпусках, выбирается тип направления "Однонаправленный". Выбирается значение 1, а для амплитуды и фазы выбираются функции по умолчанию. |
Вернуться к разделу Динамический частотный анализ.
Перемещения в трех точках
Чтобы задать для динамического переходного анализа, частотного анализа или анализа случайных воздействий движение основания в терминах перемещения в трех точках опоры, необходимо особым образом закрепить модель. В упомянутом модальном анализе следует определить точки закрепления для 3 неколлинеарных точек в модели.
Закрепления в точке должны удовлетворить критериям, проиллюстрированным в следующем примере.
• Рассмотрим три точки, как показано на рисунке. Все поступательные степени свободы в первой точке должны быть ограничены, вторая точка должна быть закреплена в направлении 2 осей, а третья точка должна быть закреплена только в направлении одной оси. При таких закреплениях в трех точках движение жесткого тела модели ограничено.
• Набор ограничений для закрепления в трех точках должен быть задан в терминах ГСК или декартовой ПСК.
• В первой точке все поступательные степени свободы должны быть фиксированы. В данном примере перемещения Точки 1 должны быть ограничены по направлениям X, Y и Z.
• Линия, соединяющая Точку 1 с Точкой 2, должна быть параллельной одной из осей системы координат. Точка 2 должна быть свободной в направлении этой оси. Она должна быть закреплена в направлении двух других осей. В примере линия, соединяющая Точку 1 и Точку 2, параллельна оси Y. Перемещения Точки 2 в направлениях осей X и Z должны быть ограничены.
• Точка 3 должна находиться в одной плоскости с линией, соединяющей Точку 1 с Точкой 2 и параллельной одной из координатных плоскостей. Точка 3 должна быть закреплена в направлении нормали к плоскости, определяемой тремя точками. В данном примере три точки определяют плоскость XY. Перемещение Точки 3 в направлении оси Z должно быть ограничено.
Вернуться к разделу Возмущение основания для динамического анализа временных характеристик, Возмущение основания для динамического частотного анализа или Возмущение основания для анализа динамических случайных воздействий
Вывод для динамического частотного анализа
На вкладке Вывод (Output) диалогового окна Динамический частотный анализ (Dynamic Frequency Analysis) появляются следующие элементы:
• Вычислить (Calculate): выбор величин, для которых в модуле Creo Simulate будут вычисляться результаты.
• Шаги вывода (Output Steps): определение количества шагов в диапазоне частот, в котором модуль Creo Simulate должен вывести результаты.
Вернуться к разделу Динамический частотный анализ.
Вычисление величин для динамического частотного анализа
Используйте область Вычислить (Calculate) в диалоговом окне Динамический частотный анализ (Dynamic Frequency Analysis) для определения типа результатов, которые будут вычислены для динамического частотного анализа.
Если в Creo Simulate требуется вычислить полные результаты, установите один из следующих флажков.
• - вычисление напряжений. Если вычисление напряжений не требуется, снимите этот флажок. Это позволит уменьшить занимаемое дисковое пространство и значительно сократить время выполнения анализа.
• - вычисление вращательных степеней свободы всех балок и оболочек модели.
Вычисление поворотов не выполняется, если модель состоит только из трехмерных или двумерных твердотельных элементов или двумерных элементов типа "плита" независимо от состояния этого флажка. Углы поворота для этих типов элементов всегда равны нулю.
• Напряжения в слоях (Ply Stresses) - послойное вычисление напряжений. Эта опция доступна только для тех моделей, для которых определены свойства многослойной оболочки.
Следующие опции в диалоговом окне Динамический частотный анализ (Dynamic Frequency Analysis) доступны, только если нагрузкой является возмущение основания:
• Массовые коэффициенты вклада (Mass participation factors): вычисление модальных массовых коэффициентов вклада. Эта опция может привести к существенному увеличению времени расчета.
Массовые коэффициенты вклада важны для определения того, учитываются ли полученные при модальном анализе существенные виды колебаний для получения точного результата.
• Смещения, скорости, ускорения относительно (Displacements, velocities, accelerations relative to): расчет результатов для смещения, скорости и ускорения относительно земли или относительно опор.
• Включить шаги частоты из табличной функции (Include frequency steps from table function): гарантирует, что выходное решение включает во входную функцию таблицы нагрузки все шаги, а не только автоматически выбранные модулем Creo Simulate.
Получить полные результаты для величин, не выбранных здесь, нельзя. В модуле Creo Simulate вычисляются все измерения, допустимые для данного анализа, независимо от выбранных здесь опций. Доступ к результатам измерений можно получить при помощи сводного отчета или путем построения графика измерения в окне результатов.
| | Если при определении динамического измерения была выбрана опция Временная/частотная оценка (Time/Frequency Eval), доступ к результатам для этого измерения можно получить только в окне результатов. |
Вернуться к разделу Вывод для динамического частотного анализа.