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基于Hypermesh和Optistruct随机振动响应分析讲解

2月前浏览2024

导读:大家好,我是仿真秀专栏作者——古德CAE擅长结构分析、设计、优化、失效物理与可靠。当前我在仿真秀通过文章和视频的形式,分享一些Hypermesh和Optistruc软件应用技能和宝贵经验。近日我还开通了技术服务窗口,凡是在结构设计、优化、强度、振动、复合材料强度、优化等仿真需求企业或个人都可以联系我
以下是笔者原创的基于Hypermesh和Optistruct随机振动响应分析讲解,希望对读者朋友有所启发,如有不当,欢迎批评指正。
一、OptiStruct随机振动响应分析
有限元分析结构时,通常使用随机振动响应分析,在不规则载荷作用下,结构的强度。接下来,笔者基于Hypermesh有限元软件,Optistruct模块一般法对结构进行随机振动响应分析。
首先,构建如下图所示的金属薄板,尺寸为100*200mm*1mm,并划分网格;笔者HyperMesh网格划分专题课程正在更新,欢迎朋友关注。
图1
对创建的金属薄板输入材料属性,并赋予结构,在金属薄板其中三边顶点施加固定端约束,如下图所示。
图2
创建名称为rload的载荷,在剩下的一个顶点中,施加大小为10的dof3的载荷激励,并选择载荷类型为DOREA,如下图所示。

图3
创建名称为TAB的载荷集,卡片类型选择TABLED1,创建0~1000HZ的,幅值为1的频率载荷表,如下图所示。
图4
创建RLOAD的载荷集,卡片属性选择RLOAD2,EXCITEID选择上文创建的载荷激励,在TB中,选择上文创建的频率幅值表。
创建freq的载荷集,卡片属性选择FREQi,在F1中输入0,DF中输入10,NDF中输入99,创建了频率递增99次的,步长为10的频率响应输入。
创建TEST的载荷工况,选择freq.resp(direct),一般法求解随机振动响应分析,分别选择上文创建的工况,如下图所示。
图5
选中PARAM面板中的COUPMASS,并选择YES,另选择G,输入结构阻尼系数,通常钢结构阻尼系数为0.01~0.1,本文选择输入0.03.
创建set集合,并随机选择结构其中一点放入集合中,点击卡片面板中,选择GLOBAL_OUTPUT_REQUEST,创建位移输出,在OPTION选择节点集SET,在SID中选择创建的节点。
最后提交计算,最终节点随机振动响应结构如下图所示。
图6
二、HyperMesh随机振动频率响应分析
此外,我们在进行可靠性分析时,其结构随机性振动,当采用hypermesh得出随机振动响应结果后,依据材料本身属性,进而分析其疲劳特性。
首先建立简单薄板结构,并划分网格单元,如下图所示。

图7
创建材料,采用普通steel结构材料,建立property,选择Pshell结构,厚度输入3mm。结构如下所示。
图8
进行随机频率响应时,需计算其结构模态。创建load collectors选项卡,选择eigrl卡片,V1输入0,V2输入1000,创建模态计算从0~1000HZ,如下图所示。

图9
创建约束条件,在创建的有限元模型中的四角创建SPC约束,如下图所示。
图10
创建load step载荷步,选择normal mode进行模态计算,并选择上文创建的约束SPC及模态输入eigrl。
创建单位载荷曲线,选择输入0~1000HZ,幅值为1的载荷曲线,创建load collectors,选择卡片属性为tabled1,并分别输入(0,1),(1000,1),如下图所示。
图11
创建加速度载荷,创建load collectors,输入名称SPCD,点击constrains,选择有限元模型四个边角,选择SPCD,仅框选dof3,点击创建。如下图所示。
图12
创建动载荷,创建load collectors,卡片选择rload2,exciteid选择上文创建的加速度载荷,并在TB中选择上文创建的单位载荷曲线,type选择Acce。,如下图所示。

图13
创建0~1000Hz的分析频率,创建load collectors,卡片选择FREQI,F1输入20,DF输入20,NDF输入49,即代表初始20HZ,共49步递增,每步递增增加20HZ。如下图所示。
图14
创建结构阻尼,创建load collectors,卡片选择tabdmp1,分别输入(0,0.02),(1000,0.02),如下图所示。
图15
创建频率响应的loadstep,依据下图所示设置。
图15
创建load collectors,卡片选择tabrnd1,创建随机激励功率谱密度曲线,通常依据国标输入,如下图所示。
图17
创建load collectors,卡片选择randps,创建randps矩阵,J和K选择上文创建的频率响应工况,X为1,TID选择上文创建的功率谱密度曲线。如下图所示。

图18
创建随机振动载荷步,选择load step,选择random,并在random中选择randps。如下图所示。

图19
并在contral card中选择Global-output-reques中选择输出的应力stress、应变strain、位移displacement等,在format中选择H3D格式输出,并在random中选择PSDF,提交计算,即可查看结果。如下图所示。
图20
以上就是笔者基于Hypermesh和Optistruct随机振动响应分析Step by Step 讲解,希望对学习者有所帮助。接下来笔者将在仿真秀平台给读者朋友带来Hypermesh网格划分专题视频教程,敬请期待。

(完)

来源:仿真秀App
OptiStructHyperMesh振动疲劳复合材料ADS材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-12-07
最近编辑:2月前
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