5.2幾何非線性分析幾何非線性分析研究結構在載荷作用下幾何模型發生改變、如何改變、幾何改變的大小。所有這些均取決于結構受載時的剛性或柔性。非穩定段過度、回彈,后屈曲分析的研究都屬于幾何非線性的應用。在幾何非線性分析中,應變位移關系是非線性的,這意味著結構本身會產生大位移或大的轉動,而單元中的應變卻可大可小。應力應變關系或是線性或是非線性。對于極短時間內的高度非線性瞬態問題包括彈塑性材料。大應變及顯式積分等MSC.DYTRAN可以進一步對MSC.NASTRAN進行補充。在幾何非線性中可包含:大變形、旋轉、溫度載荷、動態或定常載荷、拉伸剛化效應等。MSC.NASTRAN可以確定屈曲和后屈曲屬性。對于屈曲問題,MSC.NASTRAN可同時考慮材料及幾何非線性。非線性屈曲分析可比線性屈曲分析更準確地判斷出屈曲臨界載荷。對于后屈曲問題MSC.NASTRAN提供三種Arc-Length方法(Crisfield法,Riks法和改進Riks法)的自適應混合使用可**提**析效率。此外在眾多的應用里,結構模態分析同時考慮幾何剛化和材料非線性也是非常重要的。這一功能MSCNASTRAN稱之為非線性正則模態分析。蕪湖進口MSC軟件ROMAX支持從概念設計到詳細設計的無縫轉換功能。
研究。
分析功能
4.1NASTRAN動力學分析簡介MSC.NASTRAN的主要動力學分析功能如:特征模態分析、直接復特征值分析、直接瞬態響應分析、模態瞬態響應分析、響應譜分析、模態復特征值分析、直接頻率響應分析、模態頻率響應分析、非線性瞬態分析、模態綜合、動力靈敏度分析等。
4.2正則模態分析用于求解結構的自然頻率和相應的振動模態,計算廣義質量,正則化模態節點位移,約束力和正則化的單元力及應力,并可同時考慮剛體模態。具體包括:a).線性模態分析又稱實特征值分析。實特征值縮減法包括:Lanczos法、增強逆迭代法、Givens法、改進Givens法、Householder法、并可進行Givens和改進Givens法自動選擇、帶Sturm序列檢查的逆迭代法,所有的特征值解法均適用于無約束模型。b).考慮拉伸剛化效應的非線性特征模態分析,或稱預應力狀態下的模態分析。
ROMAX準確獲得動力傳動系統在齒輪和電機激勵下的NVH 響應。
7.1NASTRAN的拓撲優化簡介設計優化是為滿足特定推薦目標如**小重量、比較大***階固有頻率或**小噪聲級等等的綜合設計過程。這些推薦目標稱之為設計目標或目標函數。優化實際上含有折衷的含義,例如結構設計的更輕就要用更少的材料,但這樣一來結構就會變得脆弱,因此就要限制結構件在比較大許用應力下或**小失穩載荷下等的外形及尺寸厚度。類似地,如果要保證結構的安全性就要在一些關鍵區域增加材料,但同時也意味著結構會加重。比較大或**小許用極限限定被稱之為約束。設計變量是一組在設計過程中為產生一個優化設計可不斷改變的參數。MSC.NASTRAN中的設計變量包含形狀和尺寸兩大部分。形狀設計變量(如邊長、半徑等)直接與幾何形狀有關,在設計過程中可改變結構的外形尺寸;尺寸設計變量(如板厚、凸緣、腹板等)則一般不與幾何形狀直接**,也不影響結構的外形尺寸。設計優化意味著有在滿足約束的前提下產生比較好設計的可能性。MSC.NASTRAN擁有強大、高效的設計優化能力,其優化過程由設計靈敏度分析及優化兩大部分組成，可對靜力、模態、屈曲、瞬態響應、頻率響應、氣動彈性和顫振分析進行優化。有效的優化算法允許在大模型中存在上百個設計變量和響應。ROMAX主要應用于齒輪箱、軸承和動力傳動系統的設計仿真分析，是汽車、風電及軸承應用領域的標準分析軟件。常州現代化MSC軟件-romax
ROMAX支持基于實測數據載荷譜編輯與加速的疲勞耐久性設計。合肥定制MSC軟件-dytran
4.3復特征值分析復特征值分析主要用于求解具有阻尼效應的結構特征值和振型,分析過程與實特征值分析類似。此外NASTRAN的復特征值計算還可考慮阻尼、質量及剛度矩陣的非對稱性。復特征值抽取方法包括直接復特征值抽取和模態復特征值抽取兩種:a).直接復特征值分析通過復特征值抽取可求得含有粘性阻尼和結構阻尼的結構自然頻率和模態,給出正則化的復特征矢量和節點的約束力,及復單元內力和單元應力。主要算法包括elerminated法、Hossen-bery法、新Hossenbery、逆迭代法、復Lanczos法,適用于集中質量和分布質量、對稱與反對稱結構,并可利用DMAP工具檢查與測試分析的相關性。MSC.NASTRANV70.5版中Lanczos算法在特征向量正交化速度上得到了進一步提高,尤其是在求解百個以上的特征值時,速度較以往提高了30%。b).模態復特征值分析此分析與直接復特征值分析有相同的功能。本分析先忽略阻尼進行實特征值分析,得到模態向量。然后采用廣義模態坐標,求出廣義質量矩陣和廣義剛度矩陣,再計算出廣義阻尼矩陣,形成模態坐標下的結構控制方程,求出復特征值。模態復特征值分析得到輸出類型與用直接復特征值分析的得到輸出類型相同。合肥定制MSC軟件-dytran
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