Pro/MECHANICA: Structure and Thermal Analysis
Version 2001
Глава 11 - Динамический Анализ
Техническое требование
В этой главе рассматривается:
Динамический Временной Анализ
Динамический Частотный Анализ
Динамический Анализ Случайных Колебаний
Динамический Анализ Ударной нагрузки
При проектировании и анализе механических или структурных систем, может быть проанализировано поведение вибрации в течение всего срока службы модели, чтобы гарантировать, что модель может устоять непрерывным (и непредсказуемым) напряжениям.
При проектировании важно контролировать характеристики вибрации машин и структур. Вибрация иногда является результатом дефектов, связанных с проектом, производством или действием устройств и систем. Вибрация может вызывать нежелательные эффекты как, например, трение и износ.
Эффекты вибрации не всегда нежелательны. Например, вибрационные машины используются для смешивания и сортировки материалов (например, песка и камня) или для транспортировки гранулированных материалов. В этом случае, динамический анализ обязан удостоверяться, что оборудование может выдержать постоянно действующие нагрузки в течение длительного периода времени.
Есть несколько типов динамического анализа, которые Вы можете выполнить в Pro/MECHANICA. Динамический анализ настроен на вибрацию, которую испытает модель. В Pro/MECHANICA доступны следующие типы динамического анализа:
• Динамическое Время
• Динамические колебания
• Динамический случай
• Динамический удар
Перед выполнением динамического анализа Вы должны выполнить модальный анализ, чтобы гарантировать, что определено достаточно много мод и что колебательная энергия модели точно представляет фактическую структуру. Частота и мода, получаемые модальным анализом, требуются для любого динамического анализа. Информация о модальном анализе приводится в главе 9.
11.1 Динамическое время
Динамический Временной Анализ определяет отклик структуры на непериодическую, изменяемую по времени нагрузку. Наиболее общий пример этого - виртуальный тест на ударную нагрузку. Pro/MECHANICA использует функцию времени, чтобы вычислить смещение и критерии напряжения как функции от времени. После того, как временная последовательность найдена, пользователь может определить полные результаты в основных интервалах, чтобы определить напряжения и смещения в конкретное время. Например, механизм воспроизведения изображения фотокопировального устройства скользит взад и вперед в пределах корпуса один раз каждые две секунды. В конце каждого цикла он доходит до упора и передаёт нагрузку на корпус копировального устройства в течение 0.25 секунды. Величина нагрузки и модуляции во времени известны. Используйте динамический временной анализ, чтобы определить напряжения и смещения в конкретное время и как ускорение, скорость и максимальная нагрузка воздействуют на Вашу модель.
11.2 Динамические колебания
Динамический частотный анализ анализирует отклик структуры на вибрацию различной частоты и амплитуды. Это подобно выполнению развертки по частоте на столе вибратора (испытательного аппарата на вибрацию). Например, часть вращающегося оборудования или вертолет могут испытывать вибрации в комбинации благоразумных частот. Динамический частотный анализ вычисляют эффект, который эти частоты оказывают на сборку. Стандартные критерии и диаграммы интерференционной полосы доступны для этого типа анализа. Табличные данные могут быть введены или импортированы из файла. Например, выход сигнала акселерометра может быть импортирован прямо в Pro/MECHANICA.
11.3 Динамический случай
Динамический анализ случайных колебание предоставляет отклик структуры на случайные колебания. Это могло бы быть ракетой, подверженной нагрузке от ветра, корпусу парусной шлюпки или акустической нагрузкой. Нагрузка определена плотностью распределения энергетического спектра (PSD). Результаты - среднеквадратические величины критериев типа напряжения, смещения, скорости и ускорения точек структуры относительно времени.
11.4 Выполнение анализов динамического времени, динамической частоты и случайных колебаний
Анализы динамического времени, динамических колебаний и динамический случайных колебаний выполняются в Pro/MECHANICA аналогичным образом. Для запуска одного из этих анализов следует выполнить модальный анализ, описанный в главе 9, и выбрать Analyses из меню MEC STRUCT. Выберите Dynamic Time, Dynamic Frequency или Dynamic Random из раскрывающегося меню
New Analysis и нажмите кнопку 
. Открывается диалоговое окно
Analysis Definition, показаное на рисунке 11-1.
Рисунок 11-1
Название диалогового окна изменяется для каждого типа анализа. Поля для ввода данных и закладки одинаковы для каждого типа анализа. Опции диалогового окна Analysis описаны в таблице 11-1.
Таблица 11-1
|
Опция |
Описание |
|
Name |
Вы можете ввести в это поле название анализа.
|
|
Description |
Вы можете ввести в это поле описание анализа (не обязательно).
|
|
Loading |
Эта опция позволяет выбрать нагрузку, которую Вы желаете применить.
|
|
Modes |
Эта закладка позволяет определить моды для анализа. Закладка Modes содержит следующие опции: Function of frequency позволяет определить демпфирование как функцию от частоты. Нажмите кнопку  для выбора новой имеющейся функции.
|
|
PreviousAnalysis |
Закладка Previous Analysis содержит следующие опции:
|
|
Output |
Диалоговое окно Dynamic Frequency Analysis Definition может определить сдвиги фаз для каждой из нагрузок в динамическом частотном анализе. Это облегчает моделирование вращающихся машин в Pro/MECHANICA. Закладка Output содержит следующие секции:
Рисунок 11-2
|
11.5 Динамическая Ударная нагрузка
Динамический Анализ Ударной нагрузки используется для моделирования землетрясения или другой случайной частотной нагрузки. Вместо модуляции нагрузки, как в динамическом анализе, динамический анализ ударной нагрузки модулирует ограничения, согласно функции PSD (плотность распределения энергетического спектра).
Для запуска анализа динамической ударной нагрузки выберите Analyses из меню MEC STRUCT, выберите Dynamic Shock из раскрывающегося меню
New Analysis и нажмите кнопку 
. Открывается диалоговое окно
Shock Analysis Definition, показанное на рисунке 11-3.
Рисунок 11-3
Опции диалогового окна Analysis описаны в таблице 11-2.
Таблица 11-2
|
Опция |
Описание |
|
Name |
Вы можете ввести в это поле название анализа.
|
|
Description |
Вы можете ввести в это поле описание анализа (не обязательно).
|
|
Direction of Base Excitation |
Вы можете ввести единичный вектор, чтобы определить направление перемещения в этих окнах. (Следуйте осям X-, Y- или Z-.) Если Вы хотите анализировать более одного направление, должны быть выполнены множественные Динамические Анализы Ударной нагрузки.
|
|
Output |
Закладка Output содержит следующие опции:
|
|
PreviousAnalysis |
Закладка Previous Analysis содержит следующие опции:
|
|
ResponseSpectrum |
Закладка Response Spectrum содержит следующие опции:
|