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Abaqus 稳态动力学分析中多个载荷的定义
张智渊
摘要:本文通过一个例子研究使用Abaqus 进行稳态动力学分析时,考虑不同载荷相位的定
义方式。通过Matlab 程序对于Abaqus 计算结果进行验证,得出了Abaqus 稳态动力学计算中
多个相位不同载荷施加方式和结果获取的途径。
1.模型建立和模态分析
如图 1 所示的 5 自由度质点弹簧体系。五个质点,每个质点只有 1 个水
平自由度。各质点质量均为 1,质点之间用无质量的弹簧单元连接,弹簧刚度为
100。弹簧和质点均无阻尼。容易列出该体系的质量矩阵与刚度矩阵,求解特征
值可得到该体系的各阶振型与自振频率,如表 1 和图 2 所示。
在Abaqus 中通过弹簧单元和质点建立计算模型(*.inp 文件见附件 1)。得到
模型自振频率见表一。
表1: 体系的自振频率 (角频率)
模态编号 1 2 3 4 5
自振频率(MATLAB ) 2.8463 8.3038 13.0972 16.8251 19.1899
自振频率(ABAQUS ) 2.8463 8.3083 13.0973 16.8251 19.1901
模型受两个载荷 F1 ,F2 ,分别作用在 1,2 两点处。其中:F1=50cos10t ,
F2=40cos10t+30sin10t 。可见F2 与F1 相比幅值相同,相位相差-36.8698 度。
1
2 .公式推导分析
该系统的振动方程为:
Mx Kx F
1 0 0 0 0 200 100 0 0 0
0 1 0 0 0 100 200 100 0 0
其中,M 0 0 1 0 0 ,K 0 100 200 100 0
0 0 0 1 0 0 0 100 200 100
0 0 0 0 1 0 0 0 100 100
50cos10t 50
40cos10t i30sin10t 40 i30
激励力F 0 ,可以表示成另一种形:F 0 。
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