4.5. Процедура редуцированного анализа

Перед проведением гармонического анализа рекомендуется выполнить модальный анализ для того, чтобы установить собственные частоты. Максимум гармонического отклика обычно приходится на частоты возбуждения, которые близки к собственным частотам системы.

Для получения полного решения редуцированный метод гармонического анализа требует двух прогонов: стадии получения перемещений и стадии расширения решения. Стадия получения перемещений состоит в вычислении перемещений для ведущих степеней свободы как функций частоты, тогда как стадия расширения используется для дополнения решения до полного набора степеней свободы и вычисления напряжений, которые также являются функцией частоты.

Процедура состоит в выполнении 5-ти основных шагов:

1. Построение модели.

2. Приложение нагрузки и выполнение редуцированного решения (стадия получения перемещения).

3. Обзор результатов первой стадии.

4. Расширение решения (стадия расширения).

5. Обзор расширенного решения.

Шаги 4 и 5 необходимы не всегда.

4.5.1. Построение модели

Этот шаг выполняется так же, как и в большинстве других видов анализа. Однако нужно иметь в виду следующее:

1. Если присутствуют нелинейности любого вида, то условия их начального статуса используются на протяжении всего анализа.

2. Должны быть заданы как жесткость (например, EX), так и масса (например, заданием плотности DENS).

4.5.2. Приложение нагрузок и выполнение редуцированного решения (стадия получения перемещений)

• Вводится режим SOLUTION с помощью команды /SOLU.

• Устанавливается вид гармонического анализа [ANTYPE, HARMIC].

• Выбирается редуцированный метод [HROPT, REDUC].

• Выбирается форма вывода результатов [HROUT, ON/OFF].

• Если система была предварительно нагружена, следует использовать опцию PSTRES, ON.

• Выбираются ведущие степени свободы командами M и/или TOTAL.

4.5.2.1. Нагружение

Любая заданная в редуцированном гармоническом анализе нагрузка должна быть гармонической функцией. Для этого чтобы указать нагрузку такого вида, требуется задать следующее:

амплитуду нагрузки Fmax; реальная часть Fреаль. Fмним. мнимая часть фазовый угол ; частоту нагружения .

фазовый угол = tan^-1 (F_imag / F_real)

амплитуда F_max = (F_реаль.² + F_мним.²)

• Амплитуда нагружения задается командой F для сил и командой D для перемещений:

F, NODE, Lab, VALUE, VALUE2

D, NODE, Lab, VALUE, VALUE2

Здесь VALUE - вещественная часть амплитуды;

VALUE2 - мнимая часть амплитуды.

• Фазовый угол требуется только в том случае, если присутствуют две или более возбуждающих нагрузок или заданных перемещений, которые не совпадают по фазе друг с другом. Угол указывается для вещественной и мнимой частей комплексной силы.

Например, набор команд для задания сил F1 и F2, которые различаются по фазе на 60, выглядит следующим образом:

F, 17, FX, F1 ! Первая нагрузка

*AFUN, DEG Задание угловой меры в градусах

F, 18, FX, F2*COS(60), F2*SIN(60) ! Вторая нагрузка отличается по фазе на 60

• Частота возбуждения в виде интервала задается командой HARFRQ:

HARFRQ, FREQB, FREQE

Здесь FREQB, FREQE - начальное и конечное значение диапазона, Гц.

• В пределах этого диапазона можно запрашивать любое число решений, используя команду NSUBST:

NSUBST, NSBSTP

Число решений в пределах диапазона задается величиной NSBSTP.

Например, если заданы команды

HARFRQ, 10, 60

NSUBST, 5

то будут получены решения для частот 20, 30, 40, 50 и 60 Гц.

• Всякий раз, когда задается множество промежуточных шагов решения NSUBST, следует указывать, прикладываются ли нагрузки постепенно или ступенчато. Это делается с помощью команды KBC:

KBC, 0 - постепенно нарастущие нагрузки (по умолчанию);

KBC, 1 - ступенчатые нагрузки.

Гармонический анализ обычно выполняется при ступенчатых нагрузках, т.е. при KBC, 1.

Следующий пример иллюстрирует использование команд HARFRQ, NSUBST и KBC:

/SOLU

ANTYPE, HARMIC

HROPT, REDUC

. . .

NSUBST,1 ! Один шаг решения (по умолчанию)

HARFRQ, , 2.915 ! Решение при частоте 2.915 Гц

LSWRITE ! Окончание шага нагружения 1

NSUBST,20

HARERQ, 5, 10 Решение для частот диапазона, начиная с 5.25Гц, с шагом (10-5) / 20 = 0.25Гц

KBC,1 ! Ступенчатое нагружение

LSWRITE

. . .

Разрешено использовать только следующие формы нагружения:

• Реальные и мнимые силы (команда F), приложенные в узлах ведущих степеней свободы.

• Реальные и мнимые заданные перемещения (команда D), приложенные к ведущим степеням свободы.

Не допускается применение таких компонент вектора нагружения на элементы, как объемные силы, давление или температура.