NAS102 Декабрь 2001, Стр. 15-1 MSC Moscow MSC Moscow Раздел 15 Комплексный анализ собственных значений. - презентация

1 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Раздел 15 Комплексный анализ собственных значений

2 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Раздел 15. Комплексный анализ собственных значений КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ СОБСТВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ.… РЕШЕНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ СОБСТВЕННОЙ ЗАДАЧИ – ТЕОРИЯ………………………..……………………… РЕШЕНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ СОБСТВЕННОЙ ЗАДАЧИ В MSC.Nastran………………………………………… УПРАВЛЕНИЕ РЕШЕНИЕМ ПРИ КОМПЛЕСНОМ АНАЛИЗЕ СОБСТВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ……………..……… ПРИМЕР 12 – КОМПЛЕКСНЫЙ СОБСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ……………………………………………………………… ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА 12..……………………… РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ПРИМЕРА 12.……………………

3 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Комплексный анализ собственных значений q Используется для исследования устойчивости динамических систем, включающих передаточные функции (включая сервомеханизмы и системы с вращением) q Используется также для исследования собственных колебаний систем с демпфированием q Матрицы масс и жесткости могут быть несимметричными и содержать комплексные коэффициенты. q Дополнительная информация – в MSC.Nastran Advanced Dynamics Users Guide.

4 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Решение комплексной собственной задачи - теория q Уравнение колебаний где p = + i – действительная часть решения – мнимая часть решения При < 0 динамическая система устойчива q Коэффициент демпфирования

5 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Решение комплексной собственной задачи в MSC.Nastran q Матрица B аналогична используемой при анализе частотного отклика. q При использовании прямого метода уравнения записываются с использованием матриц M, B и K размерности D-set (физические переменные плюс внешние переменные). q При модальном методе решения используются матрицы M, B и K размерности H-set (модальные переменные плюс внешние переменные), при этом предварительно вычисляются моды без учета демпфирования для преобразования переменных D-set в H-set. q Предусмотрено четыре метода решения: HESS, INV, DET и CLAN q Метод HESS (верхний метод Гессенберга) родственен методу GIV. Этот метод предполагает несингулярную матрицу M и может быть весьма затратен при решении больших задач. Следовательно, за исключением небольших задач рекомендуется использование модальной версии этого метода. q Метод HESS: решение уравнений в каноническом виде. Имеются два случая: äСистемы с [B] = 0 Системы с [B] 0

6 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Решение комплексной собственной задачи в MSC.Nastran q При [B] = 0 решается где При [B] 0 решается äКомплексный метод INV близок методу INV для действительной задачи. Пользователь должен указать область поиска корней на комплексной плоскости. Этот метод подходит для решения больших задач, причем допускается сингулярность матрицы масс M. Однако, этот метод более затратен в вычислительном плане по сравнению с методом HESS и менее надежен. äМетод DET не рекомендуется ввиду его неудобности и неэффективности.

7 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Решение комплексной собственной задачи в MSC.Nastran Метод CLAN аналогичен действительному методу Ланцоша – гибрид последовательного метода и метода трансформации. q Метод поиска корней задается оператором EIGC в Bulk Data Section. В этом же операторе указывается область поиска корней. Оператор EIGC в Bulk Data Section инициируется оператором CMETHOD в Case Control Section. q Вычисление результатов методом модальных ускорений инициируется операторами PARAM,MODACC,0 и PARAM,DDRMM,-1 Использование метода модальных ускорений не влияет на результаты отыскания корней, он используется только на этапе получения решения в физических координатах.

8 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Управление решением при комплексном анализе собственных значений qExecutive Control Section SOL qCase Control Section CMETHOD(необходим при обоих методах) METHOD(необходим при модальном методе) qBulk Data Section EIGC(необходим при обоих методах) EIGR или EIGRL(необходим при модальном методе)

9 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Пример 12 Комплексный собственный анализ Вычислите комплексные моды копра для забивания свай Возбудитель (привод) Свая..Грунт..

10 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Комплексный собственный анализ

11 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Входной файл для Примера 12 ID SEMINAR, PROB12 SOL 107 TIME 5 CEND TITLE= TWO-DOF MODEL (IMAC 8, PG 891) SUBTITLE= COMPLEX MODES DISPLACEMENT= ALL $ DEFAULT= REAL, IMAGINARY SPC= 100 CMETHOD= 99 $ BEGIN BULK $ $ COMPLEX EIGENVALUE EXTRACTION PARAMETERS $ EIGC, 99, HESS,,,,, 4 $ $ DEFINE GRIDS, MASSES, AND STIFFNESSES $ GRID 1 = EXCITER (X=2, MASS=3) 50K STIFFNESS BETWEEN GRIDS 1 AND 2 $ GRID 2 = PILE (X=1, MASS=3) 12.5K STIFFNESS BETWEEN GRIDS 2 AND 3 $ GRID 3 = BASE (X=0, FIX BASE) $ GRID, 1,, 2., 0., 0. GRID, 2,, 1., 0., 0. GRID, 3,, 0., 0., 0. GRDSET,,,,,,, CELAS2, 1, , 1, 1, 2, 1 CELAS2, 2, , 2, 1, 3, 1 CONM2, 201, 1,, 3.0 CONM2, 202, 2,, 1.5 SPC, 100, 3, 1 $ $ DEFINE DAMPER OF 30 BETWEEN GRIDS 2 AND 3 $ CVISC, 101, 1, 2, 3 PVISC, 1, 30. $ ENDDATA

12 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 12 1 TWO-DOF MODEL (IMAC 8, PG 891) NOVEMBER 13, 2001 MSC.NASTRAN 4/ 9/01 PAGE 6 COMPLEX MODES 0 C O M P L E X E I G E N V A L U E S U M M A R Y 0 ROOT EXTRACTION EIGENVALUE FREQUENCY DAMPING NO. ORDER (REAL) (IMAG) (CYCLES) COEFFICIENT E E E E E E E E E E E E E E E E-02 1 TWO-DOF MODEL (IMAC 8, PG 891) NOVEMBER 13, 2001 MSC.NASTRAN 4/ 9/01 PAGE 7 COMPLEX MODES 0 1 TWO-DOF MODEL (IMAC 8, PG 891) NOVEMBER 13, 2001 MSC.NASTRAN 4/ 9/01 PAGE 8 COMPLEX MODES 0 COMPLEX EIGENVALUE = E+00, E+01 C O M P L E X E I G E N V E C T O R NO. 1 (REAL/IMAGINARY) POINT ID. TYPE T1 T2 T3 R1 R2 R3 0 1 G E G E E G TWO-DOF MODEL (IMAC 8, PG 891) NOVEMBER 13, 2001 MSC.NASTRAN 4/ 9/01 PAGE 9 COMPLEX MODES 0 COMPLEX EIGENVALUE = E+00, E+01 C O M P L E X E I G E N V E C T O R NO. 2 (REAL/IMAGINARY) POINT ID. TYPE T1 T2 T3 R1 R2 R3 0 1 G E G E E G

13 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 12 1 TWO-DOF MODEL (IMAC 8, PG 891) NOVEMBER 13, 2001 MSC.NASTRAN 4/ 9/01 PAGE 10 COMPLEX MODES 0 COMPLEX EIGENVALUE = E+00, E+02 C O M P L E X E I G E N V E C T O R NO. 3 (REAL/IMAGINARY) POINT ID. TYPE T1 T2 T3 R1 R2 R3 0 1 G E E G E G TWO-DOF MODEL (IMAC 8, PG 891) NOVEMBER 13, 2001 MSC.NASTRAN 4/ 9/01 PAGE 11 COMPLEX MODES 0 COMPLEX EIGENVALUE = E+00, E+02 C O M P L E X E I G E N V E C T O R NO. 4 (REAL/IMAGINARY) POINT ID. TYPE T1 T2 T3 R1 R2 R3 0 1 G E E G E G

14 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow