5.5.4.1. Эффект изменения жесткости при приложении нагрузки

Ряд элементов, включая семейство элементов 18х, учитывают эффект изменения жесткости при приложении нагрузки, вне зависимости от аргументов команды SSTIF. Для уточнения наличия в элементе возможности учета эффекта изменения жесткости при приложении нагрузки следует обратиться к описанию конкретного элемента.

По умолчанию, эффект изменения жесткости при приложении нагрузки включен (имеет значение ON), если команда NLGEOM имеет аргумент ON. Ситуации, в которых эффект изменения жесткости при приложении нагрузки можно отключить, включают в себя:

- изменение жесткости при приложении нагрузки происходит только при выполнении расчетов нелинейных процессов; если проводится расчет линейных процессов (команда NLGEOM,OFF), эффект изменения жесткости при приложении нагрузки можно отключить (указать для него значение OFF);

- если еще до проведения расчета известно, что модель не доводится до потери устойчивости (бифуркации, прощелкивания).

Включение учета эффекта изменения жесткости при приложении нагрузки в общем случае ускоряет сходимость нелинейных задач. Учитывая упомянутые выше обстоятельства, можно отключить учет эффекта изменения жесткости при приложении нагрузки (указать для него значение OFF) для ряда задач, в которых имеются проблемы сходимости, например, в случаях локальной потери устойчивости.

Команда SSTIF

Вызов из экранного меню

Main Menu —> Solution —> Unabridged Menu —>Analysis Type —> Analysis Options

5.5.4.4. Опция демпфирования

Данная опция шага нагрузки используется для учета демпфирования. Демпфирование в той или иной форме имеется в большинстве конструкций и должно учитываться при их расчете. В добавление к настройкам, созданным командами ALPHAD и BETAD в диалоговой панели Solution Controls (как описано в разделе 5.5.3.3 «Использование вкладки Transient Tab»), можно указать следующие дополнительные формы демпфирования для расчета динамических переходных процессов полным методом:

- демпфирование, зависящее от применяемого материала (команда MP,DAMP);

- демпфирование, предусмотренное для элемента (элементы COMBIN7 и тому подобные).

Указание демпфирования посредством команды МР: Команда MP,DAMP

Вызов из экранного меню

Main Menu —> Solution —> Load Step Opts —> Other —> Change Mat Props —> Material Models —> Structural —>• Damping

Остальные подробности см. в разделе 5.9.3 «Демпфирование».

Глава 6. Спектральные расчеты

6.1. Введение в спектральный анализ

Спектральными расчетами называются расчеты, в которых результаты расчета собственных колебаний используются совместно с заранее известным спектром возбуждения для определения перемещений и напряжений в модели. Эти расчеты используются главным образом вместо расчетов динамических процессов с известной историей нагружения во времени для определения отклика конструкции на приложение случайных или не зависящих от времени нагрузок, таких, как сейсмические нагрузки (землетрясение), ветровые нагрузки, океанские волновые нагрузки, колебаний авиационного двигателя, вибраций ракетного двигателя и так далее.

6.2. Определение спектральных расчетов

Спектром называется функциональная зависимость каких - либо характеристик от частоты, включающая интенсивность и частотный состав при нагружении, зависящем от времени. При проведении спектральных расчетов применяются три перечисленных ниже метода:

• -Спектральный отклик:

• спектральный отклик с возбуждением в единичной точке (Single-point Response Spectrum, или SPRS);

• спектральный отклик с возбуждением в нескольких точках (Multi-point Response Spectrum, или MPRS);

• метод расчета динамической схемы (Dynamic Design Analysis Method, или DDAM);

- метод полной спектральной плотности (Power Spectral Density, или PSD). Единственным методом, возможным для применения в версии ANSYS Professional,

является метод спектрального отклика с возбуждением в одной точке.

6.2.1. Спектральный отклик

Спектральный отклик является отклик системы с одной степенью свободы на функцию нагружения, зависящую от времени. Она является графиком отклика в зависимости от частоты, где отклик может являться перемещением, скоростью, ускорением или усилием. Возможны два типа расчета: спектр с единой точкой возбуждения и спектр с несколькими точками возбуждения.

6.2.1.1. Спектр с единой точкой возбуждения (SPRS)

При расчетах спектров с единичной точкой возбуждения (SPRS) определяется одна кривая отклика (или семейство кривых) для набора точек в модели, таких, как все опоры, как показано на рис. 6.1 а.

6.2.1.2. Спектр с несколькими точками возбуждения (MPRS)

При расчетах спектров с несколькими точками возбуждения (MPRS) для разных наборов точек указываются разные спектральные кривые, как показано на рис. 6.1b.

Рис. 6.1. Спектры возбуждения с единичной точкой и несколькими точками

6.2.2. Метод расчета динамической схемы (DDAM)

Метод расчета динамической схемы обычно применяется для оценки чувствительности к удару корабельного оборудования. В основе метода фактически лежит расчет спектральных характеристик, соответствующий набору эмпирических зависимостей и таблиц, имеющихся в отчете Военно - морской исследовательской лаборатории (U.S. Naval Research Laboratory Report) NRL-1396.

6.2.3. Метод полной спектральной плотности (PSD)

Метод полной спектральной плотности (PSD) является статистической оценкой величины среднеквадратичного значения случайной переменной. Метод используется для расчета случайных колебаний, в которых значения отклика могут быть определены только в виде функций распределения вероятности.

Метод PSD является статистической мерой отклика модели на случайные динамические условия нагружения. Метод определяет связь спектральной плотности с частотой, причем можно определять плотность спектра перемещений, скоростей, ускорений и усилий. Математически площадь под кривой связи спектральной плотности с частотой равна вариации (квадрату стандартного отклонения отклика).

Подобно расчетам спектров отклика, расчет случайных колебаний может иметь характер возбуждения с единичной точкой и несколькими точками. При расчете случайных колебаний с одной точкой возбуждения для всей модели указывается единый спектр плотности возбуждения. При расчете случайных колебаний с несколькими точками возбуждения для разных точек модели указываются разные плотности спектра возбуждения.