NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Раздел 12 Вынужденное перемещение

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Раздел 12. Вынужденное перемещение ВЫНУЖДЕННОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ В ДИНАМИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ……………… МЕТОДЫ АНАЛИЗА……………… ……… МЕТОД 1...…………...………………………………………………………………… НАБОРЫ СТЕПЕНЕЙ СВОБОДЫ……… …… ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ……..……… ………………………… УРАВНЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ…………………… УРАВНЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ЧАСТОТНОГО ОТКЛИКА…..……………………… ЗАМЕЧАНИЕ К МОДАЛЬНОМУ МЕТОДУ …………… ИНТЕРФЕЙС ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ...…… ……………… ПАРАМЕТР TYPE……….……………… …………………………… ПРИМЕР: РАЗДЕЛЫ EXECUTIVE И CASE CONTROL……………………………… ПРИМЕР: РАЗДЕЛ BULK DATA………… ……………… ПРИМЕР 7A – ПРЯМОЙ АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА С ВЫНУЖДЕННЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ.……………….… ………………………

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Вынужденное перемещение (продолж.) ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА 7A………………… …………………… РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ПРИМЕРА 7A………………………...…… – 20 ПРИМЕР 8B – МОДАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА С ВЫНУЖДЕННЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ………………………………………………… ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА 7B………………… … РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ПРИМЕРА 7B……………………… ….… ПРИМЕР 8A – ПРЯМОЙ АНАЛИЗ ЧАСТОТНОГО ОТКЛИКА С ВЫНУЖДЕННЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ………………………………….….…...…… ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА 8A...…………………… РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ПРИМЕРА 8A………………...…… ПРИМЕР 8B - МОДАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЧАСТОТНОГО ОТКЛИКА С ВЫНУЖДЕННЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ………………………………….….…...…… ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА 8B......…………………… РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ПРИМЕРА 8A………………………

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Вынужденное перемещение в динамическом анализе q Используется для анализа конструкций, подверженных заданным перемещениям, скоростям и ускорениям. q Примеры воздействий: землетрясение (для анализа переходного процесса), вибрационный стенд с качающейся частотой (для анализа частотного отклика), дорожное воздействие на подвеску колес автомобиля.

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Методы анализа q Предусмотрено четыре метода: ä1. Прямое задание вынужденного перемещения, скорости или ускорения (рекомендуемый метод). ä2. Метод большой массы (см. Приложение E) ä3. Метод большой жесткости (только вынужденное перемещение, см. Приложение E) ä4. Метод множителей Лагранжа (см. Приложение E)

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Метод 1 q Метод 1 – рекомендуемый метод и он обсуждается на данном семинаре. q Этот метод предусмотрен в MSC.Nastran (версия 2001 и дальнейших). qВ данном методе вынужденное перемещение моделируется прямым заданием необходимых перемещения, скорости или ускорения с помощью операторов SPC / SPC1 и SPCD в Bulk Data Section. q Интерфейс метода очень близок к интерфейсу вынужденного перемещения в статическом анализе.

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Наборы степеней свободы q При прямом методе анализа вынужденное перемещение задается для степеней свободы из набора S-set. G-Set: 6 степеней свободы для каждого узла N-SetM-Set: Задается межузловыми связями (MPCs, жесткие элементы) S-Set: Задается закреплением отдельных узлов (SPCs, AUTOSPC, PS) F-Set

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Основные уравнения q Для набора N-set уравнения колебаний выглядят как где s qp p u u KK KK u u BB BB u u MM MM s f s f sssf fsff s f sssf fsff s f sssf fsff Силы закрепления (неизвестны) Заданные перемещения (известны) Приложенные силы (известны),......

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Уравнения для анализа переходных процессов q Первое матричное уравнение может быть решено относительно перемещений F-set: q Затем из второго матричного уравнения определяются силы закреплений: sfss s fffff f uKuBuMpuKuBuM s f sssf s f sssf s f sssfss u u KK u u BB u u MMpq

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Уравнения для анализа частотного отклика q При анализе частотного отклика перемещения F-set определяются как q Силы закреплений определяются из следующего выражения

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Замечание к модальному методу q Основываясь на опыте, можно рекомендовать всегда включать остаточные векторы в модальное решение. qВ настоящее время остаточные векторы по умолчанию в модальное решение не включаются.

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Интерфейс пользователя q Операторы SPC / SPC1 в Bulk Data Section используются для идентификации степеней свободы (СС), для которых задается вынужденное перемещение. Эти операторы активизируются оператором SPC в Case Control Section. q Операторы SPCD в Bulk Data Section используются для задания вынужденных перемещений. Эти операторы инициируются с помощью параметра EXCITEID в операторах TLOADi или RLOADi в Bulk Data Section. q Параметр TYPE в операторах TLOADi или RLOADi в Bulk Data Section определяет тип вынужденного перемещения (собственно перемещение, скорость или ускорение). q Оператор PARAM, RESVEC, YES должен быть использован для инициализации метода остаточных векторов. (В будущих версиях MSC.Nastran предполагается инициировать этот метод по умолчанию.)

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Параметр TYPE Тип воздействия задается в поле 5 оператора TLOADi в Bulk Data Section или в поле 8 оператора RLOADi в Bulk Data Section: q При буквенном обозначении, для краткости, название типа воздействия можно сократить даже до одной буквы.

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Пример: разделы Executive и Case Control SOL 111 CEND $ TITLE =Example for Direct Enforced Motion SUBTITLE=Modal Frequency Response Analysis $ SPC =1 METHOD =10 FREQUENCY=20 $ SET 1 = 1000,1001 ACCELERATION(SORT2,PRINT,PHAS)=1 $ SUBCASE 1 LABEL=Unit Acceleration in x-Direction DLOAD=100 $ SUBCASE 2 LABEL=Unit Acceleration in y-Direction DLOAD=200 $

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Пример: раздел Bulk Data BEGIN BULK $ PARAM, G, 0.02 $ 2% Structural Damping SPC1, 1, 3456, 1000 $ z-Displ. and Rotations are fixed SPC1, 1, 12, 1000 $ x- and y-Accelerations are prescribed $ $ Modal Reduction EIGRL, 10,, 150. $ Modes up to 150Hz PARAM, RESVEC, YES $ Static Mode Shapes $ $ Base Motion Excitation $ RLOAD1, 100, 1001,,, 10,, A $ Load of Subcase 1: SPCD, 1001, 1000, 1, 1. $ Unit x-Acceleration $ RLOAD1, 200, 1002,,, 10,, A $ Load of Subcase 2: SPCD, 1002, 1000, 2, 1. $ Unit y-Acceleration $ TABLED1, 10 $ Constant for all Frequencies, 0., 1., 100., 1., ENDT FREQ1, 20, 1., 1., 49 $ Frequency Range from 1Hz to 50Hz $ INCLUDE 'tower.bdf' $ Structural Model $ ENDDATA

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Пример 7A Прямой анализ переходного процесса с вынужденным перемещением

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Пример 7A. Прямой анализ переходного процесса с вынужденным перемещением Используя прямой метод, выполнить анализ переходного процесса колебаний модели. Задано единичное синусоидальное ускорение заделки с частотой 250 Гц в Z направлении. Использовать конструкционное демпфирование g = 0,06, конвертировать его в вязкое на частоте 250 Гц. Drive Point

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Входной файл для Примера 7A ID SEMINAR, PROB7A SOL 109 TIME 30 CEND TITLE = TRANSIENT RESPONSE WITH BASE EXCITATION SUBTITLE = USING DIRECT TRANSIENT METHOD, NO REDUCTION ECHO = UNSORTED SPC = 200 SET 111 = 23, 33 DISPLACEMENT (SORT2) = 111 VELOCITY (SORT2) = 111 ACCELERATION (SORT2) = 111 SUBCASE 1 DLOAD = 500 TSTEP = 100 $ OUTPUT (XYPLOT) XGRID=YES YGRID=YES XTITLE= TIME (SEC) YTITLE= BASE ACCELERATION XYPLOT ACCELERATION RESPONSE / 23 (T3) YTITLE= BASE DISPLACEMENT XYPLOT DISP RESPONSE / 23 (T3) YTITLE= TIP CENTER DISPLACEMENT RESPONSE XYPLOT DISP RESPONSE / 33 (T3) $ BEGIN BULK $ $ PLATE MODEL DESCRIBED IN NORMAL MODES EXAMPLE $ INCLUDE plate.bdf PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, $ $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING $ PARAM, G, 0.06 PARAM, W3, $ $ APPLY EDGE CONSTRAINTS $ SPC1, 200, 12456, 1, 12, 23, 34, 45

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Входной файл для Примера 7A $ $ APPLY ACCELERATION TO THE BASE $ SPC1, 200, 3, 23 SPCD, 600, 23, 3, 1.0 TLOAD2, 500, 600,, ACCE, 0.0, 0.004, 250., -90. $ $ RBE MASS TO REMAINING BASE POINTS $ RBE2, 101, 23, 3, 1, 12, 34, 45 $ $ SPECIFY INTEGRATION TIME STEPS $ TSTEP, 100, 200, 2.0E-4, 1 $ ENDDATA

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 7А

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 7А

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 7А

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 7А

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Пример 7B Модальный анализ переходного процесса с вынужденным перемещением

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Пример 7B. Модальный анализ переходного процесса с вынужденным перемещением Используя модальный метод, выполнить анализ переходного процесса колебаний модели. Задано единичное синусоидальное ускорение заделки с частотой 250 Гц в Z направлении. Использовать конструкционное демпфирование g = 0,06, конвертировать его в вязкое на частоте 250 Гц. Включите в решение остаточный вектор. Drive Point

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Входной файл для Примера 7B ID SEMINAR, PROB7B SOL 112 TIME 30 CEND TITLE = TRANSIENT RESPONSE WITH BASE EXCITATION SUBTITLE = USING MODAL TRANSIENT METHOD, NO REDUCTION ECHO = UNSORTED SPC = 200 METHOD = 1000 SET 111 = 23, 33 DISPLACEMENT (SORT2) = 111 VELOCITY (SORT2) = 111 ACCELERATION (SORT2) = 111 SUBCASE 1 DLOAD = 500 DLOAD = 500 TSTEP = 100 $ OUTPUT (XYPLOT) XGRID=YES YGRID=YES XTITLE= TIME (SEC) YTITLE= BASE ACCELERATION XYPLOT ACCELERATION RESPONSE / 23 (T3) YTITLE= BASE DISPLACEMENT XYPLOT DISP RESPONSE / 23 (T3) YTITLE= TIP CENTER DISPLACEMENT RESPONSE XYPLOT DISP RESPONSE / 33 (T3) $ BEGIN BULK $ $ PLATE MODEL DESCRIBED IN NORMAL MODES $EXAMPLE $ INCLUDE plate.bdf PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, $ $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING $ PARAM, G, 0.06 PARAM, W3, $ $ APPLY EDGE CONSTRAINTS $ SPC1, 200, 12456, 1, 12, 23, 34, 45

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Входной файл для Примера 7B PARAM, RESVEC, YES EIGRL, 1000,,, 10 $ $ APPLY ACCELERATION TO THE BASE $ SPC1, 200, 3, 23 SPCD, 600, 23, 3, 1.0 TLOAD2, 500, 600,, ACCE, 0.0, 0.004, 250., -90. $ $ RBE MASS TO REMAINING BASE POINTS $ RBE2, 101, 23, 3, 1, 12, 34, 45 $ $ SPECIFY INTEGRATION TIME STEPS $ TSTEP, 100, 200, 2.0E-4, 1 $ ENDDATA

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 7B

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 7B

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 7B

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 7B

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Пример 8A Прямой анализ частотного отклика с вынужденным перемещением

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Пример 8A. Прямой анализ частотного отклика с вынужденным перемещением Используя прямой метод, определите частотный отклик плоской прямоугольной пластины (модель создана в Примере 1) в диапазоне Гц с шагом 20 Гц. Задается вынужденное перемещение угла пластины амплитудой 0,1. Используйте конструкционное демпфирование g=0,06.

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Входной файл для Примера 8A ID SEMINAR, PROB8A SOL 108 TIME 30 CEND TITLE= FREQUENCY RESPONSE DUE TO.1 DISPLACEMENT AT TIP SUBTITLE= DIRECT METHOD ECHO= UNSORTED SPC= 1 SET 111= 11, 33, 55 DISPLACEMENT(PHASE, SORT2)= 111 $SDISP(PHASE, SORT2)= ALL set 222 = 11 OLOAD= 222 SUBCASE 1 DLOAD= 500 FREQUENCY= 100 $ OUTPUT (XYPLOT) $ XTGRID= YES YTGRID= YES XBGRID= YES YBGRID= YES YTLOG= YES YBLOG= NO XTITLE= FREQUENCY (HZ) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT LOADED CORNER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT LOADED CORNER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 11 (T3RM, T3IP) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT TIP CENTER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT TIP CENTER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 33 (T3RM, T3IP) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT OPPOSITE CORNER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT OPPOSITE CORNER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 55 (T3RM, T3IP) $ BEGIN BULK $ $ PLATE MODEL DESCRIBED IN NORMAL MODES EXAMPLE $ INCLUDE plate.bdf PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, $ $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Входной файл для Примера 8A $ PARAM, G, 0.06 $ $ APPLY UNIT DISPLACEMENT AT TIP POINT $ SPC1, 1, 3, 11 SPCD, 600, 11, 3, 0.1 $ RLOAD2, 500, 600,,,310,, DISP $ TABLED1, 310, 0., 1., , 1., ENDT $ $ $ SPECIFY FREQUENCY STEPS $ FREQ1, 100, 20., 20., 49 $ ENDDATA

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 8A

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 8A

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 8A

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 8A

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Пример 8B Модальный анализ частотного отклика с вынужденным перемещением

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Пример 8B. Модальный анализ частотного отклика с вынужденным перемещением Используя модальный метод, определите частотный отклик плоской прямоугольной пластины (модель создана в Примере 1) в диапазоне Гц с шагом 20 Гц. Задается вынужденное перемещение угла пластины амплитудой 0,1. Используйте конструкционное демпфирование g=0,06. Включите в решение остаточный вектор.

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Входной файл для Примера 8B ID SEMINAR, PROB8B SOL 111 TIME 30 CEND TITLE= FREQUENCY RESPONSE DUE TO.1 DISPLACEMENT AT TIP SUBTITLE= MODAL METHOD ECHO= UNSORTED SPC= 1 SET 111= 11, 33, 55 DISPLACEMENT(PHASE, SORT2)= 111 $SDISP(PHASE, SORT2)= ALL set 222 = 11 OLOAD= 222 SUBCASE 1 METHOD= 1000 DLOAD= 500 FREQUENCY= 100 $ OUTPUT (XYPLOT) $ XTGRID= YES YTGRID= YES XBGRID= YES YBGRID= YES YTLOG= YES YBLOG= NO XTITLE= FREQUENCY (HZ) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT LOADED CORNER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT LOADED CORNER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 11 (T3RM, T3IP) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT TIP CENTER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT TIP CENTER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 33 (T3RM, T3IP) YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT OPPOSITE CORNER, MAGNITUDE YBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT OPPOSITE CORNER, PHASE XYPLOT DISP RESPONSE / 55 (T3RM, T3IP) $ BEGIN BULK $ $ PLATE MODEL DESCRIBED IN NORMAL MODES EXAMPLE $ INCLUDE plate.bdf PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, $ $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Входной файл для Примера 8B $ PARAM, G, 0.06 PARAM, RESVEC, YES EIGRL, 1000,,, 10 $ $ APPLY UNIT DISPLACEMENT AT TIP POINT $ SPC1, 1, 3, 11 SPCD, 600, 11, 3, 0.1 $ RLOAD2, 500, 600,,,310,, DISP $ TABLED1, 310, 0., 1., , 1., ENDT $ $ $ SPECIFY FREQUENCY STEPS $ FREQ1, 100, 20., 20., 49 $ ENDDATA

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 8B

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 8B

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 8B

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 8B

NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow