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有限元分析中典型的模态综合法技术

(2024-01-02 20:33:01)
标签:

有限元分析

有限元软件

有限元

强度分析

结构分析

编辑:杭州那泰科技    www.nataid.com

有限元分析中典型的模态综合法技术

       有限元分析中典型的模态综合法技术(ComponentModeSynthesis)分析过程分为3个步骤:生成部分、使用部分和扩展部分。生成部分主要是通过定义主自由度将普通有限元凝聚为一个超单元。主自由度用于定义超单元与非超单元以及超单元与超单元的边界,提取模型的动力特性。使用部分是将超单元与模型整体相连进行分析。整个模型可以是一个超单元,也可以是超单元与非超单元相连,使用部分的计算结果包括超单元的凝聚解和非超单元的完全解。扩展部分是有用超单元的凝聚解计算整个超单元所有自由度的完整解。如果有多个超单元,每个超单元都需要有单独的扩展过程。

图所示为在模态综合法的整个分析过程中所生成的图2是一电子设备的CAD简化图,由机箱、模块和锁紧条3部分组成。图3是上述简化CAD模型的有限元网格图。

子结构法结果文件占用空间为540Mbyte,传统方法结果文件占用空间为1.2Gbyte。由此可见,模态综合法所需要的硬盘空间比传统方法大大减少。

子结构法结果文件计算时间为49s,其中生成部分13s,使用部分14s,扩展部分2s,PSD部分20s;传统方法结果文件计算时间为115s,其中模态部分50s,PSD部分65s。由以上数据可知,模态综合法的计算时间约为传统方法的一半。

   由两种方法得到的结果可以看出,在模态振型、频率、PSD应力和单节点的响应方面,模态综合法和传统方法得到的结果相差无几,但模态综合法耗用的计算机资源比完全法要少很多一种机载电子设备功能集成度和综合化程度高,受装机空间的限制,该设备在飞机上无法采用隔振措施,抗冲振设计是该设备结构设计的关键。在结构设计过程中,利用ANSYS进行设备的模态分析和PSD分析,以评估设备结构设计是否满足装机环境振动条件。

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