邁達(dá)斯軟件應(yīng)用之特征值

14.特征值分析概要對如下圖兩端鉸支的圓管運(yùn)行特征值分析。材料彈性模量:30106psi截面截面面積(Area) :0.31416in2截面慣性矩(Iyy) :0.15708in4半徑(radius) :1.00in厚度(thickness) :0.05in重力加速度(g) :1.0in/sec2圖14.1圖14.1分析模型密度密度兩端鉸支的簡支梁兩端鉸支的簡支梁圓管截面圓管截面本例題使用的圓管模型材料有密度(γ)為7.76410-4lbfsec2/in4的Model1和密度(γ)為15.52810-4lbfsec2/in4的Model2兩種。查看在密度不同時的自振頻率。設(shè)定基本環(huán)境打開新文件以‘特征值分析1.mgb’為名存檔。文件/新文件文件/保存(特征值分析1)設(shè)定單位體系。工具/單位體系長度>in;力>lbf圖14.2設(shè)定單位體系設(shè)定結(jié)構(gòu)類型為X-Z平面。設(shè)定自重自動轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)質(zhì)量。模型/結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型>X-Z平面將結(jié)構(gòu)的自重轉(zhuǎn)換為質(zhì)量>轉(zhuǎn)換到Z重力加速度(1)點(diǎn)格(關(guān)),捕捉點(diǎn)(關(guān)),捕捉軸線(關(guān)),正面圖14.3設(shè)定結(jié)構(gòu)類型定義材料以及截面輸入材料和截面。用戶定義的類型和數(shù)值類型輸入數(shù)據(jù)。模型/材料和截面特性/材料一般>名稱(材料);設(shè)計類型>用戶定義用戶定義>規(guī)范>無重力加速度為1.0in/sec2重力加速度為1.0in/sec2,在容重輸入欄里輸入密度也無妨。容重(0.0007764)模型/材料和截面特性/截面數(shù)值名稱(截面);截面形狀>管型截面尺寸>D(2.05);tw(0.05)截面特性值>面積(0.31416);Iyy(0.15708)圖14.4定義材料圖14.5定義截面建立節(jié)點(diǎn)和單元利用建立節(jié)點(diǎn)的復(fù)制功能輸入節(jié)點(diǎn),再用建立單元功能連接各節(jié)點(diǎn)建立線單元。模型/節(jié)點(diǎn)/建立節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)號坐標(biāo)系(x,y,z)(0,0,0)復(fù)制>復(fù)制次數(shù)(20);距離(dx,dy,dz)(5,0,0)圖14.6建立節(jié)點(diǎn)模型/單元/建立單元單元類型>一般梁/變截面梁材料>1:材料;截面>1:截面I交叉分割>節(jié)點(diǎn)(開),單元(開);連接節(jié)點(diǎn)(1,21)圖14.7建立單元輸入邊界條件輸入邊界條件。兩端設(shè)定為鉸支(Dx,Dz)。模型/邊界條件/一般支承單選(節(jié)點(diǎn):1,21)選擇>添加;支承條件類型>Dx,Dz(開)圖14.8輸入支承條件輸入分析條件輸入特征值分析控制數(shù)據(jù)關(guān)于特征值分析的詳細(xì)說明參照在線幫助的“特征值分析”部分輸入特征值分析數(shù)據(jù)。分析/特征值分析控制頻率數(shù)量(6)特征值控制參數(shù)>迭代次數(shù)(20)子空間大小(0);收斂誤差(1e-006)圖14.9設(shè)定特征值分析條件運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析運(yùn)行特征值分析。節(jié)點(diǎn)號(關(guān))分析/運(yùn)行分析查看分析結(jié)果利用表格的形式查看特征值分析結(jié)果。自振頻率指結(jié)構(gòu)在不受外力和阻尼作用的狀態(tài)下由結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量發(fā)生的自由振動的頻率。這是結(jié)構(gòu)的特征動態(tài)特性，是判斷結(jié)構(gòu)動態(tài)效應(yīng)的指標(biāo)。結(jié)果/分析結(jié)果表格/周期與振型/自振模態(tài)eq\o\ac(○,1)圖14.10特征值分析結(jié)果對話框查看模態(tài)形狀查看對模態(tài)1的模態(tài)形狀和自振頻率。模型窗口(圖14.10eq\o\ac(○,1))結(jié)果/周期與振型荷載工況(模態(tài)號)(模態(tài)1);模態(tài)成分(Md-XZ)顯示類型>圖例(開)振型.振型形狀放大系數(shù)(1.5)圖14.11模態(tài)1的形狀同時查看多模態(tài)形狀。結(jié)果/周期與振型顯示類型>圖例(關(guān))多模態(tài)>選擇類型>(垂直排列)用鼠標(biāo)指定要查看的模態(tài)。圖14.121~6次模態(tài)形狀建立模型2設(shè)定基本環(huán)境利用另存為功能把新文件以‘特征值分析2.mgb’為名存檔。文件/另存為(特征值分析2)關(guān)閉除模型窗口以外的工作窗自動對齊變更材料在材料輸入欄上容重變更為0.0007764*2。用鼠標(biāo)選擇材料，點(diǎn)擊。模型/材料和截面特性/材料材料號(圖14.13)分析數(shù)據(jù)>容重(0.0007764×2)圖14.13選擇材料數(shù)據(jù)圖14.14變更材料數(shù)據(jù)運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析運(yùn)行特征值分析。分析/運(yùn)行分析查看分析結(jié)果查看模態(tài)形狀結(jié)果/周期與振型模態(tài)成分>(Md-XZ)多模態(tài)>選擇模態(tài)>(垂直排列)圖14.15模型2模態(tài)形狀比較分析結(jié)果根據(jù)模型1和模型2的特征值分析結(jié)果查看對質(zhì)量變化時的自振頻率的變化。[單位:Hz]模態(tài)模型1模型2精確值分析結(jié)果1stmodee21.833521.83315.43862ndmodee87.333387.333361.75393rdmodee196.49411196.49411138.942334thmodee349.29400349.29400246.988115thmodee545.67022545.67022385.847116thmodee785.47622785.47622555.41555模型2的質(zhì)量是模型1的兩倍。模型2的自振頻率降到模型1的1/(≈0.707)?？梢钥闯鼋Y(jié)構(gòu)的特征值與質(zhì)量的根