Обзор анализа динамических случайных воздействий
При анализе динамических случайных воздействий измеряется отклик системы на воздействие стационарных случайных нагрузок с известной спектральной плотностью мощности. Входная нагрузка является спектральной плотностью мощности силы или ускорения в диапазоне частот. Поскольку кривые спектральной плотности получаются путем выборки данных за определенный период времени, по мере роста времени выборки растет точность кривой. Результаты выводятся как спектральная плотность мощности отклика.
При анализе динамических случайных воздействий Creo Simulate рассчитывает эти спектральные плотности мощности, а также среднеквадратичные значения смещений, скоростей, ускорений и напряжений в точках модели в результате отклика на применение указанной спектральной плотности мощности. Динамический анализ случайных воздействий используется в следующих случаях:
• нагрузка модели может быть описана статистически как случайный процесс;
• требуется рассчитать среднеквадратичные значения отклика или спектральные плотности мощности.
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 анализа динамических случайных воздействий, определенные для модели. Можно получить результаты для спектральной плотности мощности количества в точке путем определения измерений. Можно также определить измерения, которые позволяют получить среднеквадратичное значение или явную частоту величины.
Вернуться к разделу Анализ динамических случайных воздействий
Возмущение основания для анализа динамических случайных воздействий
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.
Спектральная плотность мощности ускорения основания (Base Acceleration PSD): определяет направление движения опор и спектральную плотность мощности ускорения основания, если выбран тип нагрузки Возмущение основания (Base Excitation). В этой области показываются следующие элементы:
• Тип возбуждения (Excitation type): выбор типа возбуждения опор из вспомогательного меню. 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 шести направлениям перемещения в трех точках опоры. Для этой опции ссылаемый модальный анализ должен быть связан ограничениями в 3 точках. 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) выберите систему координат для задания поступательных и вращательных компонентов ускорения.
Для типа Перемещения в 3 точках (Translations at 3 points) необходимо определить систему координат при определении ограничений для опор.
Для выбранного типа возмущения необходимо указать следующие элементы:
• Значение (Value) - величина ускорения основания. Выберите единицы из расположенного рядом выпадающего списка. Единицы - ускорение 2/ Гц для анализа динамических случайных воздействий. Значение (Value) выполняет роль множителя. Функция спектральной плотности мощности 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.
• Спектральная плотность мощности (PSD) - определяет функцию для спектральной плотности мощности или использует функции по умолчанию, определенные для анализа. Функция спектральной плотности мощности - функция без единиц, которая умножается на значение для получения результирующего ускорения основания опор. Для анализа динамических случайных воздействий спектральная плотность мощности является функцией частоты.
Для функции спектральной плотности мощности можно использовать функцию нагрузки по умолчанию или щелкнуть 
, чтобы открыть диалоговое окно Функции (Functions) и создать новую функцию.
, чтобы открыть диалоговое окно Функции (Functions) и создать новую функцию.Можно создать символьную или табличную функцию спектральной плотности мощности.
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) и Спектральная плотность мощности (PSD).
| | Для моделей, созданных в Wildfire 5.0 и более ранних выпусках, выбирается одно направление. Указывается значение 1, а в качестве функции по умолчанию выбирается спектральная плотность мощности. |
Вернуться к разделу Анализ динамических случайных воздействий.
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 анализа случайных воздействий
Эти элементы отображаются на вкладке Вывод (Output) диалогового окна динамического анализа:
• 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 Анализ динамических случайных воздействий