动态时域分析优化：掌握8.3.1关键技术

时间：2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：用于研究系统对于随时间变化的载荷的反应。虽然Pro/Mechanica对其他分析都提供了一些默认的静态和模态测量项目，但是对动态时域分析却没有。运行动态时域分析的条件：先生成一个模态分析。图8.74 “动态时间分析定义”对话框文本框用于定义新建动态时间分析的名称，系统默认为Analysis+数字，也可以自定义。

【动态时域分析】用于研究系统对于随时间变化的载荷（非周期载荷和脉冲载荷）的反应。所以，计算时需要输入载荷的时间关系方程。

在Pro/Mechanica的分析中，计算出在时间变化的载荷下，不同时间的位移、速度、加速度以及模型应力等。此外，还可以根据需要创建不同的测量值。

在进行动态时域分析时，必须先定义测量（Measures）项目，测量的定义在动态分析里非常重要。虽然Pro/Mechanica对其他分析都提供了一些默认的静态和模态测量项目，但是对动态时域分析却没有。因此，自定义的测量项目才是仅有的测量项目。通过测量项目，可以得到模型中各测量项目的不同结果。

运行动态时域分析的条件：

先生成一个模态分析。

一个以上的约束和载荷集。

1.新建动态时域分析

在“分析和设计研究”对话框中，选择菜单栏中的【文件（F）】→【新建动态分析】→【时间】命令，系统弹出“动态时间分析定义”对话框，如图8.74所示。

图8.74 “动态时间分析定义”对话框

（1）【名称】文本框用于定义新建动态时间分析的名称，系统默认为Analysis+数字，也可以自定义。

（2）【说明】文本框用于定义新建动态时间分析的简要说明，以区分其他分析便于识别。

（3）【正在加载】下拉列表框用于定义新建动态时间分析所施加的载荷，有2种方式载荷：载荷函数、基础激励。

载荷函数，如图8.75所示，用于设置施加到分析零件上的载荷。勾选【累计载荷集】复选框表示使用多个载荷集累计作用零件进行分析；选中列表框中载荷集前的复选框，表示该载荷集被加载到零件上用于进行分析，其后的函数表示该载荷在施加到零件上所起到的作用。

基础激励，如图8.76所示，用于设置施加到分析零件上的加速度。在【方向】选项组中【X、Y、Z】文本框中键入方向向量用于定义加速度的方向；点选【相对于】选项组中【基础】或【支架】单选按钮，表示方向向量的参照对象为基础或支架。

图8.75 载荷函数

图8.76 基础激励

（4）【模式】选项卡用于定义作用于分析零件上的模式，包括环境频率和阻尼。

点选【全部】单选按钮，表示零件在全部频率范围内进行分析；点选【低于指定频率】单选按钮，在其后文本框中键入零件的分析环境频率。

【阻尼系数（%）】选项组用于定义在分析中分派阻尼因子到模型中。阻尼的因子是临界的阻尼百分比。100%就表示模型不在振动。阻尼因子越小就意味零件摆动越大。选择下拉列表框中的“对于所有模式”选项，表示分派惟一的阻尼因子到所有模式上，在其下文本框中键入阻尼系数；选泽“对于单个模式”选项，表示分派各自的阻尼因子给各模型，在列表框中1～4文本框中键入分派的阻尼因子；选择“频率函数”选项定义阻尼当作频率的函数，单击【函数】按钮，系统弹出“函数定义”对话框，如图8.77所示，在该对话框中编辑频率函数。

（5）【前一分析】用于定义动态时间分析所使用的已有的设计研究、模态分析、约束集。

（6）【输出】选项组，如图8.78所示，该选项卡用于定义动态时间分析所需要计算的内容，以及所输出计算结果的时间间隔。

勾选【应力】复选框，表示系统计算应力。如果不需要应力结果，就取消该选项。

勾选【旋转】复选框，表示系统计算出整个模型各WCS轴的旋转。如果模型包括3D实体、2D实体或2D平面元素，那么勾选该复选框，系统也不会计算旋转。

勾选【质量参与因子】复选框，表示系统计算质量参与因子。

图8.77 “函数定义”对话框

图8.78 【输出】选项组

2.获取分析结果

在“分析和设计研究”对话框中，选中【分析和设计研究】列表框中的动态时间分析，单击工具栏上的【查看设计研究或有限元分析结果】按钮，系统弹出“结果窗口定义”对话框，如图8.79所示，该对话框的内容参见静态分析中所对于的内容。

3.实例

下面以如图8.80所示图形为例，讲解动态时间分析的创建和分析过程。

要求：零件为碳钢，固定板固定在墙上，悬臂梁受到1000KN力和500N·m作用，试分析零件随时间变化的分析结果。

图8.79 “结果窗口定义”对话框

图8.80 分析对象

（1）建立模型

选择菜单栏中的【文件（F）】→【新建（N）】命令，系统弹出“新建”对话框，点选【零件】单选按钮，在【名称】文本框中键入C，取消【使用缺省模板】复选框，单击【确定】按钮，系统弹出“新文件选项”对话框；

在“新文件选项”对话框中列表框中选中“mmns_part_solid”选项，单击【确定】按钮，进入零件设计平台。

单击“基础特征”工具栏上的【拉伸】工具按钮，在控制面板中显示拉伸设置选项，单击【放置】选项卡中的【定义】按钮，系统弹出“草图”对话框，在3D工作区中，选择Right草绘面，单击【草绘】按钮，进入草图绘制平台。

绘制如图8.81所示草图，单击“草绘器”工具栏上的【完成】按钮，在控制面板中厚度设置框中键入1000，单击其后的【完成】按钮，完成模型的设计。

（2）分派材料

选择菜单栏中的【应用程序（P）】→【Mechanica（M）】命令，系统弹出“Mechanica模型设置”对话框，在【模型类型】下拉列表框中选择“Structure”选项，单击【确定】按钮，进入结构分析平台。

单击“Mechanica对象”工具栏上的【材料分配】工具按钮，或选择菜单栏中的【属性（R）】→【材料分配（A）】命令，系统弹出“材料指定”对话框，单击【属性】选项组中【Material】选项组中【更多】按钮，系统弹出“材料”对话框，双击【库中的材料】列表框中的“STEEL.mtl”材料，使其添加到右侧【模型中的材料】列表框中，单击【确定】按钮，返回“材料指定”对话框，此时对话框如图8.82所示，完成模型材料的分配，效果如图8.82所示。