Частотный анализ
Каждая конструкция имеет тенденцию вибрировать на определенных частотах, называемых собственными или резонансными частотами. Каждая частота собственных колебаний ассоциируется с определенной формой, называемой формой колебаний, которую модель стремится принимать при вибрировании на этой частоте. Когда конструкция должным образом возбуждена динамической нагрузкой на частоте, которая совпадает с одной из ее собственных частот, конструкция подвергается большим перемещениям и напряжениям. Настоящее явление называется резонансом. Для недемпфированных систем резонанс вызывает теоретически бесконечное движение. Демпфирование, однако, ограничивает реакцию конструкции, вызванную резонансными нагрузками.
Если ваша конструкция подвергнута воздействию динамической среды, для оценки реакции не должны использоваться статические исследования. Частотные исследования могут помочь избежать резонанса и при проектировании систем виброизоляции. Они также формируют базу для оценки реакции линейных динамических систем, в которых реакция системы на динамическую среду принимается равной сумме вкладов мод, учитываемых в анализе.
В конструкции некоторых устройств резонанс является желательным.
Реальная модель имеет бесконечное количество собственных частот. Однако, конечноэлементная модель имеет конечное количество собственных частот, которое равно числу степеней свободы, учитываемых в модели. Для большинства задач необходимы только первые несколько мод.
Собственные частоты и соответствующие формы колебаний зависят от формы, свойств материала и условий опирания. Вычисление собственных частот и форм колебаний называется модальным анализом, частотным анализом и анализом собственных колебаний.
Пример форм колебаний
Нажмите здесь, чтобы посмотреть анимацию нескольких первых мод прямоугольной пластины, свободно опертой вдоль двух коротких кромок bsp;
Влияние нагрузок на частотный анализ
При создании формы модели вы обычно создаете ее на основе исходной (недеформированной) формы модели. Некоторые нагрузки, подобные собственному весу конструкции, имеются всегда и могут вызвать значительное влияние на форму конструкции и ее модальные свойства. Во многих случаях этим влиянием можно пренебречь, так как вызванные перемещения являются небольшими.
Нагрузки влияют на модальные характеристики тела. В общем, сжимающие нагрузки снижают резонансные частоты, а нагрузки растяжения увеличивают. Настоящее обстоятельство легко показать посредством изменения натяжения струны скрипки. Больше натяжение, более высокая частота (тон).
Вам не требуется определять какие-либо нагрузки для частотного исследования, но если вы определите, их влияние будет учитываться.
Для включения влияния нагрузки на резонансные частоты используйте решающую программу Direct sparse. Если параметр решающей программы: установлен на Автоматически, будет использоваться решающая программа Direct sparse, если для частотного исследования определены нагрузки.
Динамические нагрузки
Линейный динамический анализ используется для вычисления реакции на динамическую нагрузку и возбуждение основания. Влияние статической нагрузки на частоту и форму колебаний не учитывается при линейном динамическом анализе.
Связанные разделы
Выполнение частотного анализа
Моды твердого тела