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SolidWorks動態(tài)分析
動態(tài)分析
? 何時使用動態(tài)分析
? 線性靜態(tài)分析與線性動態(tài)分析
? 動態(tài)載荷
? 模態(tài)時間歷史分析
? 諧波分析
? 無規(guī)則振動分析
? 阻尼效應(yīng)
? 分析步驟 - 模態(tài)時間歷史
? 分析步驟 - 諧波
? 分析步驟 - 無規(guī)則振動
? 進行線性動態(tài)分析
? 無規(guī)則振動分析定義
? 用于動態(tài)分析的載荷和結(jié)果選項
? 動態(tài)分析的求解精確度
何時使用動態(tài)分析
靜態(tài)算例假設(shè)載荷是常量或者在達到其全值之前按非常慢的速度應(yīng)用。由于這一假設(shè)，模型中每個微粒的速度和加速度均假設(shè)為零。其結(jié)果是，靜態(tài)算例將忽略慣性力和阻尼力。
但在很多實際情形中載荷并不會緩慢應(yīng)用而且可能會隨時間或頻率而變化。在這樣的情況下，可使用動態(tài)算例。一般而言，如果載荷頻率比最低（基本）頻率高 1/3，就應(yīng)使用動態(tài)算例。
線性動態(tài)算例以頻率算例為基礎(chǔ)。本軟件將通過累積每種模式對負載環(huán)境的貢獻來計算模型的作用。在大多數(shù)情況下，只有較低的模式會對模型的響應(yīng)發(fā)揮主要作用。模式的作用取決于載荷的頻率內(nèi)容、量、方向、持續(xù)時間和位置。
動態(tài)分析的目標(biāo)包括：
? 設(shè)計要在動態(tài)環(huán)境中始終正常工作的結(jié)構(gòu)體系和機械體系。
? 修改系統(tǒng)的特性（幾何體、阻尼裝置、材料屬性等等），以削弱振動效應(yīng)。
運動方程式
單自由度 (SDOF) 系統(tǒng)
請考慮簡單的質(zhì)量彈簧系統(tǒng)。質(zhì)量 (m) 取決于 u 方向上的力 F(t)，而且是時間的函數(shù)。質(zhì)量只能在 u 方向上移動，因此這是一個單自由度 (SDOF) 系統(tǒng)。運動由剛度為 (k) 的彈簧承載
.
在時間為 (t) 時對該系統(tǒng)寫入牛頓第二定律（力等于質(zhì)量乘以加速度），將得出：
F(t)-ku(t) = mu..(t)
或：
mu..(t) + ku(t) = F(t)
其中：
u..(t) 是質(zhì)量在時間 (t) 時的加速度，它等于 u 相對于時間的二階導(dǎo)數(shù)
k = 是彈簧的剛度
理論上，如果移動并釋放了質(zhì)量，它會永遠以相同的振幅繼續(xù)振動。但實際上，質(zhì)量會以逐漸減小的振幅振動，直到最終停止。這種現(xiàn)象稱為阻尼效應(yīng)，由摩擦和其它效應(yīng)引起的能量損耗所導(dǎo)致。阻尼效應(yīng)是一種復(fù)雜的現(xiàn)象。為便于討論，我們假定阻尼力與速度成比例。這種阻尼稱為粘性阻尼。

考慮到阻尼時，上述方程式將變?yōu)椋?br /> mu..(t) + cu.(t) + ku(t) = F(t)
其中：
u.(t) 是質(zhì)量在時間 (t) 時的速度，它等于 u 相對于時間的一階導(dǎo)數(shù)
注意：在靜態(tài)算例中，速度和加速度微乎其微，可以忽略不計，而 F 和 u 并非時間的函數(shù)。這樣，上述方程式將簡化為：F=ku。
多自由度 (MDOF) 系統(tǒng)
對于多自由度 (MDOF) 系統(tǒng)，m、c 和 k 會成為矩陣而非單個值，運動方程式將表示為：
，其中
[M]：質(zhì)量矩陣
[K]：剛度矩陣
[C]：阻尼矩陣
{u(t)}：在時間為 t 時的位移向量（每個節(jié)的位移分量）
在時間為 t 時的加速度向量（每個節(jié)的加速度分量）
在時間為 t 時的速度向量（每個節(jié)的速度分量）
{f(t)}：隨時間變化的載荷向量（每個節(jié)的力分量）

 

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