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。