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1、第八章 频率响应分析 81 概 述1) 计算震荡激励的响应2) 激励在频域中显式定义，在每频率点作用力已知3) 计算的响应通常包括节点位移、单元力和应力4) 计算的响应为复数、由大小、相位定义5) 频率响应分析分为直接法、模态法。82 直接频率响应法1）动力学方程2）在MATi卡中PARAM,G和GE 不形成阻尼矩阵、而形成复刚度矩阵其中，与瞬态响应对应有8.3 模态频率响应法1） 转化为模态坐标中，求解解耦的单自由度系统得2）求解该方程比直接法更快3）如无阻尼或仅有模态阻尼（TABDMP1定义），方程才能解耦；否则，如果出现非模态阻尼（VISC,DAMP定义），使用低效率得直接频响法（对小的
2、模态坐标矩阵）。8.4 激励的确定1） 定义为频率的函数2） MSC/NASTRAN中的几种定义 RLOAD1: 用实部和虚部定义频变载荷 RLOAD2 ：用大小和相位定义频变载荷 LSEQ ：用静态载荷产生动态载荷3） 用 DLOAD数据集卡组合频变力4） RLOADi卡由DLOAD 情况控制卡选择8.4.1 RLOAD1卡片1) 定义如下频变载荷2) 格式3) 由DLOAD=SID.选取8.4.2 RLOAD2卡片1) 定义如下频变载荷2） 格式3) 由DLOAD=SID.选取8.4.3 FREQ卡片1) 选择频率步长大小2) FREQ卡片定义离散激励频率3) FREQ1 定义fSTART
3、, 频率增量、增量数目4) FREQ2定义fSTART, fend对数间隔数5) FREQ3 定义F1, F2和在二者间线性或对数插值数目（基于朝两端点或中心）6) FREQ4 指定一个共振频率、一个等效的间隔频率数（在激励频率内）7) FREQ5 指定一个频率范围和频率范围内的固有频率的分数8) FREQ3, FREQ4, FREQ5 仅对模态法有效9) FREQi 数据卡由FREQUENCY =SID情况控制卡选取10) 所有FREQi数据卡用相同的ID11) FREQ, FREQ1, FREQ2, FREQ3, FREQ4和FREQ5 卡可以在同一分析中使用8.4.3.1 FREQ卡1)
4、 定义频率响应分析中的频率集2) 格式3) 由情况控制卡FREQUENCY = SID.选取8.4.3.2 FREQ1卡1) 定义频率响应问题中频率集：通过开始频率、频率增量、增量数目2) 格式3) 由情况控制卡FREQUENCY = SID选取4) fi = F1 + DF * (i - 1)5) 单位：cycles per unit time.8.4.3.3 FREQ21) 定义频率响应问题中频率集，通过开始频率、结束频率、对数增量数目2) 格式3) 由情况控制卡FREQUENCY = SID选取4) 单位：cycles per unit time5)8.3.3.4 FREQ3卡1) 定义
5、频率响应问题中频率集，通过指定两模态频率间的激励频率数2) 格式3) 仅用于模态频率响应4) 由情况控制卡FREQUENCY = SID选取5) 对各种CLUSTER 其中，6) 例子（F1=10,F2=20,NEF=11,TYPE=LINEAR）8.3.3.5 FREQ4卡 1) 定义频率响应问题中频率集，通过指定范围内每阶固有频率附近激励频率数2) 格式3) 仅用于模态频率响应4) 由情况控制卡FREQUENCY = SID选取8.3.3.6 FREQ5卡1) 定义频率响应问题中频率集，通过指定频率范围及该范围内的位置2) 格式3) 如fN1为F1和F2间的固有频率，则4) 仅用于模态频率
6、响应5) 由情况控制卡FREQUENCY = SID选8.5 模态频率响应与直接频率响应比较注：“X”表可用8.6 SORT1和SORT2输出1) SORT1输出每一激励频率点2) SORT2输出给定节点、单元的结果8.7 频率响应求解控制8.7.1 执行控制8.7.2 情况控制8.7.3 数据模型集8.7.4 输出控制 1）结点结果输出2）单元输出结果 3）其 它8.8 频变弹簧和阻尼器(1) 弹簧刚度和阻尼器阻尼系数为频变函数(2) CBUSH定义一般弹簧、阻尼连接(3) PBUSH定义名义上的弹簧、阻尼连接(4) PBUSHT定义变频弹簧、阻尼器的值8.8.1 CBUSH 卡 片1） 定
7、义广义弹簧-阻尼器结构单元，可为非线性或频变2） 格式8.8.2 PBUSH卡片 1）定义广义弹簧-阻尼器结构单元性质 2）格式8.8.3 PBUSHT卡 片 1）定义广义弹簧-阻尼器的频变或力变性质 2）格式8.8.4 例子SAMPLE USING CBUSH ELEMENT$ cbush1.dat$TIME 10SOL 108CENDTITLE = VERIFICATION PROBLEM, FREQ. DEP. IMPEDANCE BUSHVERSUBTITLE = SINGLE DOF, CRITICAL DAMPING, 3 EXCITATION FREQUENCIESECHO =
8、BOTHSPC = 1002DLOAD = 1DISP = ALLFREQ = 10ELFO = ALLBEGIN BULK$ CONVENTIONAL INPUT FOR MOUNTGRDSET, , , , , ,23456 $ PS$ TIE DOWN EVERYTHING BUT THE 1 DOFGRID, 11, , 0., 0., 0.0 $ GROUND=, 12, =, =, =, , $ ISOLATED DOFSPC1, 1002 123456 11 $ GROUNDCONM2, 12, 12, , 1.0 $ THE ISOLATED MASS$ EID PID GA
9、GB GO/X1 X2 X3 CID$CBUSH 1000 2000 11 12 0$PBUSH 2000 K 1.0B 0.0$PBUSHT 2000 K 2001B 2002$TABLED1, 2001 $ STIFFNESS TABLE, 0.9 0.81, 1.0, 1.0, 1.1, 1.21 ENDTTABLED1 2002 $ DAMPING TABLE, 0.9 .2864789, 1.0,.318309, 1.1,.3501409 ENDT$CONVENTIONAL INPUT FOR FREQUENCY RESPONSEPARAM, WTMASS, .0253303 $ 1
10、/(2*PI)*2. GIVES FN=1.0DAREA, 1, 12, 1, 2. $CAUSES UNIT DEFLECTIONFREQ, 10, 0.9, 1.0, 1.1 $ BRACKET THE NATURAL FREQUENCYRLOAD1, 1, 1, , , 3TABLED1,3 $ TABLE FOR FORCE VS. FREQUENCY, 0.9, 0.81, 1., 1., 1.1, 1.21,ENDT $ P = KENDDATA例2，直接频响法 激励为作用在角点的单位载荷，频率范围在201000间，频率步为20HZ, 结构阻尼g=0.06.INPUT FILE F
11、OR PROBLEM #5ID SEMINAR, PROB5SOL108TIME30CENDTITLE = FREQUENCY RESPONSE DUE TO UNIT FORCE AT TIPECHO = UNSORTEDSPC = 1SET 111 = 11, 33, 55DISPLACEMENT(SORT2, PHASE) = 111SUBCASE 1DLOAD = 500FREQUENCY = 100$OUTPUT (XYPLOT)$XTGRID= YESYTGRID= YESXBGRID= YESYBGRID= YESYTLOG= YESYBLOG= NOXTITLE= FREQUE
12、NCY (HZ)YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT LOADED CORNER, MAGNITUDEYBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT LOADED CORNER, PHASEXYPLOT DISP RESPONSE / 11 (T3RM, T3IP)YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT TIP CENTER, MAGNITUDEYBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT TIP CENTER, PHASEXYPLOT DISP RESPONSE / 33 (T3RM, T3I
13、P)YTTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT OPPOSITE CORNER, MAGNITUDEYBTITLE= DISPLACEMENT RESPONSE AT OPPOSITE CORNER, PHASEXYPLOT DISP RESPONSE / 55 (T3RM, T3IP)$BEGIN BULKparam,post,0PARAM, COUPMASS, 1PARAM, WTMASS, 0.00259$ PLATE MODEL DESCRIBED IN NORMAL MODES EXAMPLE$INCLUDE plate.bdf$ SPECIFY STRUCT
14、URAL DAMPING$PARAM, G, 0.06$ APPLY UNIT FORCE AT TIP POINT$RLOAD2, 500, 600, , ,310$DAREA, 600, 11, 3, 1.0$TABLED1, 310, 0., 1., 1000., 1., ENDT$ SPECIFY FREQUENCY STEPS$FREQ1, 100, 20., 20., 49$ENDDATA例3，模态频响法激励为振幅为0.1 psi的分布载荷与作用在角点的1.0 lb集中力，相位为45度。模态阻尼为 0.03，频率范围20HZ1000HZ,间隔20HZ. 每共振点取5个频率点。INPUT FILE FOR PROBLEM #6CoID SEMINAR, PROB6SOL 111TIME 30CENDTITLE = FREQUENCY RESPONSE WITH PRESSURE AND POINT LOADSECHO = UNSORTEDSEALL = ALLSPC = 1SET 111 = 11, 33, 55DISPLACEMENT(PHASE, PLOT) = 111METHOD = 100FREQUENCY = 1
