为了学习动力学仿真,本文首先介绍模态分析。 主要包括:(1)什么是模态?(2)干模态和湿模态的区别?(3)在Workbench中怎么做干模态和湿模态仿真。 2 模态的概念 模态,简单来说,指的是系统在自由振动条件下的特征振动模式。 每个模态都对应于一个特定的固有频率和一个特定的振型(或模态形状),这些特征揭示了结构在受到振动激励时的响应特性。 2.1 固有频率:揭示结构的自然响应 固有频率是结构在无外力作用下自由振动的频率,是结构的基本特性之一。 每个结构根据其形状、材料和边界条件具有独特的固有频率。当外部激励频率与结构的固有频率接近时,便可能引发共振,导致振动幅度大增,这是设计中必须特别注意的现象。 2.2 振型:振动形态的图像化表达 振型,或模态形状,展现了结构在特定固有频率下的振动模式。 每个固有频率都对应一个独特的振型,通过分析振型,工程师可以直观地理解在特定频率下结构的振动特点,识别可能的弱点和失效风险。 2.3 干模态与湿模态:考虑阻尼的重要性
3 Workbench中模态仿真 3.1 干模态仿真 以一根空间管路为例,基于模态分析项目,进行干模态仿真分析。 在Spaceclaim中创建管路结构模型。 主要需要设置的有: (1)赋予管路材料属性。 (2)定义全局体网格尺寸。 (3)定义约束:选取管路两端定义固定约束。 (4)分析设置:在选项中设置求解的最大模态阶数和求解频率范围。 (5)提交计算:即可得到固有频率和振型结果。 3.2 湿模态仿真 考虑空间管路内部充满水,基于模态声学项目,进行湿模态仿真分析。未考虑管道内部流体流动和重力作用。 在Spaceclaim中利用 准备 中的 填充 特征创建液体区域。 在Spaceclaim中利用共享特征,使管路和水接触区域共享。 主要需要设置的有: (1)分别赋予管道和液体的材料属性。 (2)定义全局体网格尺寸。 (2)声学区域:选定水为声学区域。 (3)物理区域:选定管道为物理区域。 (4)流体固体界面:选择流体中与固体接触的表面 (5)定义约束:选取管路两端定义固定约束。 (6)分析设置:打开阻尼选项使用完全阻尼求解器。 3.3 结果对比 对比发现相同振型下,湿模态固频对干模态低。湿模态未考虑流体对管道作用,仅考虑流体阻尼作用,导致管路模态频率下降。 记得关注我呦~~ |
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