使用Patran创建随机响应分析过程说明.docx
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使用Patran创建随机响应分析过程说明
随机响应分析过程说明
1、 约束模态预分析
在随机分析前应进行约束模态分析,确定前 30 阶的频率空间。
随机分析是在模态的频率响
应分析基础上施加 PSD 加速度进行计算的,该分析方法是使用振型叠加法分析线性动态问
题的,要保证在频率提取分析步中提取了足够数量的模态,其判断标准是在主要运动方向
上的总有效质量要超过模型可运动质量的 90%。
本模型中,其约束模态第一阶频率为 2879.2Hz;第三十阶频率是 26360Hz;分析频率响应
频率范围在 2000Hz—6000Hz。
2、 在 Patran 上显示 Utilities 菜单,做随机响应分析 Random
正常情况下,用户界面上并不显示 Utilities 菜单,但这些功能已经随着软件一起安装了。
把该菜单调出来的方法是:
Patran 的安装目录下有个 init.pcl 文件,在该文件中增加一行
“file_add_path( 999, p3_home // "/shareware/msc/unsupported/utilities" )”,再启动 Patran。
重新运行后,显示 utilities 功能模块,其中,包含 Random 分析模块。
3、 创建模型
4、 创建网格
以 4mm 为单元长度,生成网格
5、 为集中力创建一非空间场
单击 Fields 应用工具按钮,Action〉Create,Object〉NonSpatial,Method〉Tabular Input,
在 Field Name 里输入 f1,在 Active Independent Varialbles 中选择 Frequency(f),单击 Input
Data 按钮,在弹出的对话框中输入下图数据,单击 OK、Apply 完成非空间场的创建。
6、 定义材料属性
杨氏模量 2.1e5MPa,泊松比 0.3,密度 7.8E-9T/mm3
7、 定义单元属性
单击 Properties 应用工具按钮,在厚度里设置 3mm(每次分析可修改厚度,但厚度设置一般
不超过最短边长的 1/5)。
8、 创建载荷工况
单击 Load C…,在 Load Case Name 中输入 f1,在 Type
中选择 Time Dependent。
9、 创建载荷及边界条件
约束长方形两边,在非中心处任意两点施加〈0 0 -10〉的集中力。
在施加集中应力的时候,单击 InputData,在 Force 中输入〈00-10〉,在
Time/Freq.Dependent Fields 中选择 f1(在非空间场中设置的随频率变化的单位应力非空间场)
10、进行频率响应分析
在 SolutionType 中选择 FrequencyResponse,改变 Formulation 为 Model,单击 Solution
Parameters 按钮,在 Mass Calculation 中选择 Coupled,连续两次 OK。
设置分析工况参数。
单击 Subcases 按钮,在 Available Subcases 中选择 f1,如下图所示,单
击 Define Frequency 按钮,输入起始频率 2000,结束频率 6000,中间采样点 40。
在 Modal Damping 选项中,选择 Crit.Damp(CRT) ,单击 Define Model Damping,输入模态阻
尼,如下图:
再设置输出参数,在 Select Result Type 中选择速度和加速度按钮,将 Default 移出,将 f1
移动到 Subcases Selected 中。
提交运算,系统弹出 DOS 窗口,开始频率响应计算。
11、提取关注点的位移响应云图
读入分析结果后,在 Results 中的 Object 中选择 Graph,Method 选择 Y vs X,,双击 f1,0 of
41 subcases,跳出 Select Result Case(s)菜单,选择 Filter Method 为 ALL,点击 Filter,将
分析结果转进来。
显示节点速度的结果云图如下:
在 SelectYResult 选项中选择 Displacement,Translational 选项,Quantity 中选择 Y
Component,X 坐标设置为 Global Variable,Variable 选项设置为 Frequency,单击图标,
选择节点;单击图标,YAxisScale 设置为 Log;单击图标,ComplexNO.
Magnitude, 单击 Apply 就显示该节点的位移响应云图。
12、随机响应分析
(1)为随机分析创建一非空间场
单击 Fields 应用工具按钮,Action〉Create,Object〉NonSpatial,Method〉Tabular Input,
在 Field Name 里输入 random,在 Active Independent Varialbles 中选择 Frequency(f),单击
Input Data 按钮,创建施加在基础上的 PSD 加速度,输入下图数据,单击 OK、Apply 完成
非空间场的创建。
(2)用 MSC.Random 进行随机分析
单击 Utilities/Applications/MSC.Random 菜单,Action 按钮选择 RMS Ananysis。
单击 Select XDB File 按钮,选择 X.XDB 文件,单击 Apply 按钮就频率响应结果文件读入:
单击 Random Input 按钮,弹出随机分析面板,选择 Random Input Method 为 Single Case,单
击 Excited Set 输入框,在 Available Subcases 中选择 1:
Random, 单击 Input Field 输入框,
面板左侧的窗口切换到 PSD Input Fields 框,选择 Random,单击 Closed、Apply 按钮
13、创建节点的 PSD 响应的 XY 曲线图
显示类型为 PSDF。
Action〉XY Plots,在 Select Nodes 输入框输入节点,选择 Component
为 DOF3,改变 Plot Type 为 PSDF/CRMS,单击 Apply,该节点的 PSD 响应曲线就生成了。