简谐响应分析用来预测受正弦变化荷载结构的稳态动力反应。Strand7允许两种类型荷载,但在一个解中只能考虑其中的一种情况。
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- 振动荷载
- 所有外加的节点、单元、重力和热力荷载等都包括在荷载输入类型中。可以定义任意数目的荷载工况并在求解过程中将它们考虑在内。每个荷载工况的荷载分量都使用相同的幅值和相位角。不同的荷载工况可以有不同的幅值和相位角,但所有荷载的变化频率是一样的。
- 支座激振
- 结构在固定自由度处受简谐激振。激振通过位移、速度或加速度的方向向量定义。这种加载类型对于模拟振动台实验特别有用,因为支座节点通常是节点自由度被固定的位置。
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谐振响应求解器基于振型叠加技术并按以下步骤运行:
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若激振为外加荷载,计算并组装单元和节点荷载向量;否则,计算并组装单元质量矩阵。所用的质量矩阵的类型取决于固有频率分析中的类型设置。
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计算模态荷载及相应的相位角。
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如果选用瑞利阻尼则计算每个振型对应的阻尼比。
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用振型向量计算对应每个振型的单元应力、应变以及节点反力。
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计算振型的位移振幅和相位角。
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通过组合振型结果计算诸如节点位移、反力和单元应力等结构响应,其中包括振幅和相位角。
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注释
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谐振分析依赖于固有频率分析的结果。
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同一固有频率分析结果文件可按需要使用任意多次,以考虑对应于不同谐振响应解设置的求解,如频率范围、阻尼比等。
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从理论上讲,如果在分析中包含了所有的自由振型,则结果是完全精确的,否则将只是一个近似解。一般来说,解中包含的振型越多,结果就越精确。为了得到足够准确的解,应考虑在指定频率范围内或附近的所有固有振型。
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整个结构的反应将通过振型叠加来计算。在振型叠加时将考虑每个振型的振副及相位角。这个方法基于一个封闭解。
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对于每一个给定的频率步,在结果文件中给出结构反应最大值的包络线。当有阻尼时,这些最大值并不一定同时出现。基于这个原因,将给出相位角的解。输出数据中包括节点反力、位移、速度、加速度和相位角以及节点和单元力、力矩及应力的最大值。
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对每一频率步,可得到所有的位移和应力的解。某个节点或单元的结果也可以作为频率的函数以绘出曲线图。
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- 在用户自定义频率范围内以相等的时间间隔计算结果。在固有频率附近(共振频率)将自动增加时间步以求得反应的峰值。
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