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算例分享:FULL方法分析设置阻尼器的2-DOF系统

5年前浏览3740

        本文采用FULL法计算一个2-DOF系统的谐振响应,分别考虑了不设置阻尼器和添置阻尼器两种情况。


        1.问题描述




受简谐荷载作用的弹簧-质量系统


两自由度的弹簧-质量体系,如上图所示。其中的弹簧刚度K=2000N/m,质量M=10kg。质量仅在水平方向有自由度,右端质量块上作用简谐荷载F,其幅值为10N,频率范围在0~5Hz之间,具体分析要求如下:


(1)如果不计阻尼,用FULL法计算质量块的位移-频率响应。


(2)如果各弹簧所在位置添加阻尼器,阻尼系数为C=10kg/s,用FULL方法计算各质量块的位移-频率响应。


        2.不添置阻尼器的分析


采用直接建模方法创建弹簧质量系统的计算模型,具体操作的命令流请下载本文附件。 下面对无阻尼结构进行谐响应分析,按照下列命令流完成FULL方法谐响应分析的求解过程:













































/SOLU


!进入求解器


ANTYPE,HARMIC


!谐响应分析类型


HROPT,FULL


!完全法


HROUT,OFF


!幅值与相位角


OUTPR,BASIC,1


!输出设置


NSUBST,50


!子步数为50


HARFRQ,,5


!频率范围05Hz


KBC,1


!
Step
加载


d,1,all


!节点1的约束


d,2,uy


!节点2的约束


d,3,uy


!节点3的约束


F,3,FX,10


!节点3的简谐荷载


SOLVE


!求解


FINISH


!退出求解器




在执行以上求解命令过程中,施加了支座约束及简谐荷载的结构如下图所示(/ESHAPE打开单元形状显示)。







施加了约束及简谐荷载的结构


计算完成后在POST26中进行后处理,绘制频率响应曲线,命令流如下:
























/POST26


!退出求解器


NSOL,2,2,U,X,UX_node2


!存储质点1UX变量


NSOL,3,3,U,X,UX_node3


!存储质点2UX变量


/GRID,1


!打开GRID显示


/AXLAB,Y,DISP            


!
Y-axis
的标识disp


PLVAR,2,3


!绘制变量2、变量3曲线


FINISH


!退出后处理器



执行上述命令流后,得到FULL方法计算的质量块1和质量块2的UX-频率曲线,如图所示。




FULL法计算的质量块-频率曲线,无阻尼


最大位移响应出现在1.4Hz附近,各质量块的位移幅值分别为0.73m和0.45m左右。在3.6Hz处也有一个局部响应峰值。这是由于采用了0.1Hz的计算步长,而1.4Hz和3.6Hz分别与系统的固有频率1.3911Hz和3.6419Hz最接近。


        3.添置了阻尼器系统的FULL法分析


对于添置了阻尼器的结构,仅需要修改COMBIN14单元的实常数,即R命令的参数修改为如下的即可。






R,1,2000,10


!k=2000N/m,
c=10kg/s




        修改参数后采用之前无阻尼FULL方法求解部分及后处理部分的命令流重新计算,得到各质量块位移-频率曲线如下图所示。




质量点的谐响应位移频率曲线,带有阻尼器的结构


由上图中的计算结果可见,带有阻尼器的结构的频率响应比无阻尼的结构明显降低。


附件

20积分20190330114044-2-DOF-model.txt
Mechanical APDL
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首次发布时间:2019-03-30
最近编辑:5年前
尚晓江
博士 | 博士 技术专家 海内存知己,天涯若比邻
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