理论教育 吊车吊重物的线性动力分析操作

吊车吊重物的线性动力分析操作

时间:2023-11-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:线性动力分析实际上应该为线性动态分析,因为它主要是用来解决动态问题的,即是在分析时,当需要考虑惯性和阻尼的作用时,需要使用这种分析。下面介绍吊车吊重物的线性动力分析操作。如图11-10所示,实际上线性动力分析的算例树并不复杂,比静应力分析的算例树只是多了一个“阻尼”项。图11-11 线性动力分析操作和分析结果默认可得到“应力”和“位移”图解。图11-12 应力图解的更改关于“模态阻尼”和“瑞利阻尼”,请参考动力学的书籍。

吊车吊重物的线性动力分析操作

线性动力分析实际上应该为线性动态分析,因为它主要是用来解决动态问题的,即是在分析时,当需要考虑惯性和阻尼的作用时,需要使用这种分析。

如一辆吊车在0.2s内,将一个重10t的物体吊起来,在这个过程中,重物肯定会有一个上升的速度,然后当吊车的牵引装置不发生作用时,重物才会慢慢稳定下来,再慢慢停在某个高度。这个过程就同时有惯性和阻尼的作用。

下面介绍吊车吊重物的线性动力分析操作。如图11-10所示,实际上线性动力分析的算例树并不复杂,比静应力分析的算例树只是多了一个“阻尼”项。所以操作时,除了设置材料,添加夹具和作用力外(如图11-11左图所示,力的大小为100000N,约等于10t),额外需要设置的一个是“阻尼”(两个选项,“模态阻尼”需要设置“阻尼比率”,钢材的“阻尼比率”可取0.03),另一个是动态“时间范围”(按照需要此处设置为0~0.2s)。

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图11-10 线性动力分析中主要需要设置的选项

设置完成后即可执行分析操作。分析完成后可得到图解,如图11-11右图所示。

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图11-11 线性动力分析操作和分析结果

默认可得到“应力”和“位移”图解。观察“应力”图解可以发现,在吊车吊起此物体的过程中,吊车所受到的最大作用力,仍远远小于其屈服力。所以,可理解为,在理想情况下吊车可轻易吊起此物体。(www.daowen.com)

下面解释一下如图11-10右图所示的“模态时间历史”对话框。同样是此模型,如将作用的时间范围更改为0~10s,“时间增量”设置为“0.2”s,重新执行分析后,会发现此时吊车所受到的最大作用力已经接近其屈服强度。为什么会这样呢?因为在10s内(或上面的0.2s),吊车所受到的是一个100000N的惯性和阻尼不断交合作用的一定频率的力(而且可能产生共振),所以时间越长,吊车损坏当然越大。从此点上也可以看出线性动态分析的重要性(虽然实际过程中,此模型下这个力不可能作用这么长时间)。

如图11-10左图所示,在创建线性动力分析时,在“选项”卷展栏中共有四个选项,上面操作中,选用的是“模态时间历史”选项978-7-111-56714-1-Chapter11-19.jpg,此模式适合于可以将载荷定义为时间的函数的情况;“谐波”选项978-7-111-56714-1-Chapter11-20.jpg,用于分析在惯性和阻尼的某个频率内(如0~100000Hz),得到频率稳态下的响应情况;“无规则的振动”选项978-7-111-56714-1-Chapter11-21.jpg,可模拟地震和空气乱流等形成的压力;“响应波谱分析”选项978-7-111-56714-1-Chapter11-22.jpg,用于将已知载荷的波谱导入,然后进行分析。

提示

如图11-10右图所示的对话框中,时间范围中的“时间增量”是什么意思?因为“动态分析”分析的是一定时间范围内模型的动态受力效果,系统不可能记录每一个时间点处的图解(如应力图解),所谓“时间增量”就是在这个时间点处,记录模型的图解效果。例如,分析的总时间长度为10s,时间增量为0.2s,那么就是记录50个图解效果(Simulation称其为步长)。完成分析后,编辑定义图解,可查看不同时间点处的不同图解,如图11-12所示。

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图11-12 应力图解的更改

关于“模态阻尼”和“瑞利阻尼”,请参考动力学书籍

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