ABAQUS白車身諧響應(yīng)分析

2016-11-24 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

本文主要用于展示ABAQUS頻率提取和諧響應(yīng)分析的基本操作和技術(shù),包括以下幾個(gè)方面:

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(tài);
在頻率提取分析步中使用AMS投影全局材料結(jié)構(gòu)阻尼算子;
使用基于SIM的穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)分析過(guò)程,使用材料結(jié)構(gòu)阻尼;
展示使用AMS特征值求解器的基于SIM的穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)分析過(guò)程相對(duì)于使用Lanczos特征值求解器的基于子空間的穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)分析的性能優(yōu)勢(shì)。

以汽車白車身在固有模態(tài)和頻率響應(yīng)函數(shù)下的結(jié)構(gòu)行為為例,演示采用AMS特征值求解器和SIM架構(gòu)的穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)分析過(guò)程的使用。模型如圖1所示,使用材料結(jié)構(gòu)阻尼。

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圖1 汽車白車身模型

首先執(zhí)行一個(gè)穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)分析,使用AMS計(jì)算無(wú)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(tài)。在AMS特征值求解器減縮階段,提取所有低于1500Hz的子結(jié)構(gòu)特征模態(tài),并用于計(jì)算全局特征解。此外,材料結(jié)構(gòu)阻尼算子被投射到全局特征模態(tài)子空間。

材料為線彈性。整車不受約束,在兩個(gè)Drive point處施加集中力,以模擬車輛的滾動(dòng)。定義一個(gè)頻率提取分析步以及一個(gè)穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)分析步,在頻率提取分析步中設(shè)置全局截止頻率為300Hz。分別設(shè)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(jìn)行求解,分別得到1188個(gè)和1210個(gè)(包括6個(gè)剛體模態(tài))全局特征值。其中基于子空間的穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)分析中,使用1000個(gè)特征模態(tài),基于SIM的穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)分析中,使用所有的特征模態(tài)。

對(duì)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(duì)誤差如圖2所示。在低于全局截止頻率300Hz時(shí),誤差小于1.6%。低于150Hz是特別感興趣的區(qū)域,誤差小于0.25%,頻率響應(yīng)函數(shù)中的共振峰值是相當(dāng)準(zhǔn)確的。

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圖2 相對(duì)誤差比較

穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)分析結(jié)果準(zhǔn)確性通過(guò)對(duì)比頻率響應(yīng)曲線進(jìn)行定性評(píng)估。對(duì)比兩個(gè)不同輸出位置的響應(yīng)曲線。圖3為直接求解的穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)分析(SSD DIRECT)、基于子空間法的穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)分析(SSD SP)、基于SIM的穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)分析(SSD AMS)和考慮殘余模態(tài)的基于SIM的穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)分析(SSD AMS RES)的結(jié)果對(duì)比。由圖可見(jiàn),頻率低于125Hz時(shí),曲線基本是一致的。為了改善響應(yīng)函數(shù)的準(zhǔn)確性,可以為高頻階段誤差補(bǔ)償添加殘余模態(tài)。

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