搜索ABAQUS白車身諧響應分析
2016-11-24 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
本文主要用于展示ABAQUS頻率提取和諧響應分析的基本操作和技術,包括以下幾個方面:
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在頻率提取分析步中使用AMS特征值求解器,并提取殘余模態;
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在頻率提取分析步中使用AMS投影全局材料結構阻尼算子;
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使用基于SIM的穩態動態分析過程,使用材料結構阻尼;
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展示使用AMS特征值求解器的基于SIM的穩態動態分析過程相對于使用Lanczos特征值求解器的基于子空間的穩態動態分析的性能優勢。
以汽車白車身在固有模態和頻率響應函數下的結構行為為例,演示采用AMS特征值求解器和SIM架構的穩態動態分析過程的使用。模型如圖1所示,使用材料結構阻尼。
圖1 汽車白車身模型
首先執行一個穩態動態分析,使用AMS計算無阻尼特征解。模型的全局截止頻率為300Hz,因此提取300Hz以下的固有模態。在AMS特征值求解器減縮階段,提取所有低于1500Hz的子結構特征模態,并用于計算全局特征解。此外,材料結構阻尼算子被投射到全局特征模態子空間。
材料為線彈性。整車不受約束,在兩個Drive point處施加集中力,以模擬車輛的滾動。定義一個頻率提取分析步以及一個穩態動態分析步,在頻率提取分析步中設置全局截止頻率為300Hz。分別設置基于SIM的AMS特征值求解器和基于子空間的Lanczos特征值求解器進行求解,分別得到1188個和1210個(包括6個剛體模態)全局特征值。其中基于子空間的穩態動態分析中,使用1000個特征模態,基于SIM的穩態動態分析中,使用所有的特征模態。
對比AMS特征值求解器和Lanczos特征值求解器得到的固有頻率,相對誤差如圖2所示。在低于全局截止頻率300Hz時,誤差小于1.6%。低于150Hz是特別感興趣的區域,誤差小于0.25%,頻率響應函數中的共振峰值是相當準確的。
圖2 相對誤差比較
穩態動態分析結果準確性通過對比頻率響應曲線進行定性評估。對比兩個不同輸出位置的響應曲線。圖3為直接求解的穩態動態分析(SSD DIRECT)、基于子空間法的穩態動態分析(SSD SP)、基于SIM的穩態動態分析(SSD AMS)和考慮殘余模態的基于SIM的穩態動態分析(SSD AMS RES)的結果對比。由圖可見,頻率低于125Hz時,曲線基本是一致的。為了改善響應函數的準確性,可以為高頻階段誤差補償添加殘余模態。
圖3 頻率響應曲線比較
使用AMS特征值求解器,將全局截斷頻率降低到225Hz,并在全局特征模態子空間中增加兩個殘余模態,可以提速約25%。由此可知,AMS特征值求解器與Lanczos特征值求解器相比,有很明顯的性能優勢。
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