Cosmos培訓(xùn) 頻率分析 (Frequency Analysis)

2013-06-14 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來(lái)源:仿真在線

頻率分析 (Frequency Analysis)

每個(gè)結(jié)構(gòu)都有以特定頻率振動(dòng)的趨勢(shì),這一頻率也稱作自然頻率或共振頻率。每個(gè)自然頻率都與模型以該頻率振動(dòng)時(shí)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(dòng)態(tài)載荷正常刺激時(shí),會(huì)承受較大的位移和應(yīng)力。這種現(xiàn)象就稱為共振。對(duì)于無(wú)阻尼的系統(tǒng),共振在理論上會(huì)導(dǎo)致無(wú)窮的運(yùn)動(dòng)。但阻尼會(huì)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(jì)將要承受已知頻率的動(dòng)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(jì)中需要共振。

實(shí)際模型有無(wú)窮多個(gè)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(gè)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(jì)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(gè)模式形狀的動(dòng)畫

頻率分析中載荷的影響

在生成模型幾何時(shí),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(duì)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?yàn)橐l(fā)的偏差很小。

COSMOSWorks 提供了選項(xiàng),可讓您在頻率對(duì)話框中啟用使用平面內(nèi)效果來(lái)考慮應(yīng)用的載荷對(duì)形態(tài)屬性的影響。選中“使用平面內(nèi)效果”選項(xiàng)后運(yùn)行頻率研究時(shí),程序會(huì)先運(yùn)行線性靜態(tài)分析計(jì)算變形的形狀,然后再運(yùn)行頻率分析。

張力會(huì)增大結(jié)構(gòu)的自然頻率,而壓力會(huì)減小結(jié)構(gòu)的自然頻率。

注意: 要在共振頻率中包括負(fù)載的影響,必須使用 Direct Sparse 解算器。

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