结构有限元分析:瞬态响应与频率响应

计算科学 有限元 时间积分
2021-12-22 21:51:07

我在 Nastran 的悬臂板上运行 2 次模拟:一个是瞬态分析(时域),另一个是频率响应分析。

瞬态分析计算对时域中明确定义的时变激励的响应。它必须解决的方程是

Mu¨(t)+Cu˙(t)+Ku(t)=P(t)

其中是矩阵,是向量。方程通过数值积分(中心差分法)求解。是频率等于板的固有频率的正弦曲线。M,C,Ku,PP(t)1st

频率响应计算对频域中明确定义的振荡激励的响应。计算的响应以幅度/相位(相对于强迫)或实/虚分量给出。方程是

[ω2M+iωC+K]u(ω)=P(ω)

强制函数定义在范围内,仅激发第一种模式。20150 Hz

运行 2 分析,我希望在最大位移方面获得相同的结果(因为我在两种情况下都只考虑第一种模式),但事实并非如此。时间图中的幅度和幅度图中的幅度根本不匹配。问题可能出在哪里?我错过了什么吗?

但如果我绘制实部/虚部,实部的幅度(左图)与时域幅度匹配。我应该如何解释它?

2个回答

频域解是瞬态方程的稳态解。从您的位移随时间变化的图中,很明显解决方案并不接近稳态。您需要在更长的时间跨度内求解瞬态系统 - 直到幅度不再随周期变化。

如果其中是第一个特征频率,那么实际上仅对于该特定频率是非零的,无需考虑频域中的任何其他频率。P(t)=sin(ω1t)ω1P(ω)ω=ω1