频响分析方法总结

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频响分析,或者叫稳态动力学分析在abaqus中包括以下三种方法:
直接稳态动力学分析(direct solution steady state dynamic analysis)
模态稳态动力学分析(mode based steady state dynamic analysis)
子空间稳态动力学分析(subspace projection steady state dynamic analysis)
1)直接稳态动力学
优点:在直接稳态动力学分析中,系统的稳态谐波响应是通过对模型的原始方程直接积分计算出来的。如果分析的对象存在非对称刚度、包含模态阻尼以外的其他阻尼或者必须考虑粘弹性材料特性(频变特性),则不能提取特征模态的情况下,可以应用直接法进行稳态响应的计算和分析。
缺点:进行直接稳态动力学分析不需要提取系统的特征模态,而是在每个频率点对整个模型进行复杂的积分运算。因此,对于具有大阻尼和频变特性的模型,应用直接法比模态分析方法精确,但是耗时较多。
2)模态稳态动力学分析
模态稳态动力学分析方法是基于模态叠加法求解系统的稳态响应。因此,在求解稳态响应之前必须先提取无阻尼系统的特征模态,也就是在说必须在step steady state dynamics,modal前加一步step frequency。另外,必须确定需要保留的特征模态,以确保能够精确描述系统的动力学特性,也就是说如果是进行0-1000hz的分析,step frequency的number of eigenvalues requested选定的阶数的模态频率必须大于1000hz,简单的作法是这里选all……,下面的maximum……填入1000。
模态稳态动力学分析的特点:相较于直接法和子空间法分析速度快,耗时最少,计算精度低于直接法和子空间法,不适合于分析具有大阻尼特性的模型,不适合于分析具有粘弹性材料(频变特性)的模型。
3)子空间稳态动力学分析
子空间稳态动力学分析的基本思想是:首先提取无阻尼、对称系统的特征模态,并选取适当的特征向量组成特征模态子空间,然后将稳态动力学方程组投影到特征模态子空间上,通过直接法求解子空间的稳态动力学方程。
我的感觉是子空间法是直接法和模态法的折中,它的特点是模型可以定义任意形式的阻尼,可以处理具有非对称刚度矩阵的模型,可以处理具有频变特性的模型,计算时间和精度也是在直接法和模态法的中间。
直接法在定义边界条件时通过选项*boundary的amplitude参数来引用频变幅值,但这里默认的好像是位移,如果我有的是加速度或者速度数据,想用直接法进行分析应该如何设定呢,希望知道的大神能相告。
模态法和子空间法不能使用*boundary选项定义边界条件的运动,而只能通过选项*base motion来定义边界条件的运动。
频响分析方法总结的图1
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