搜索ABAQUS白车身谐响应分析
2016-11-24 by:CAE仿真在线 来源:互联网
本文主要用于展示ABAQUS频率提取和谐响应分析的基本操作和技术,包括以下几个方面:
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在频率提取分析步中使用AMS特征值求解器,并提取残余模态;
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在频率提取分析步中使用AMS投影全局材料结构阻尼算子;
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使用基于SIM的稳态动态分析过程,使用材料结构阻尼;
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展示使用AMS特征值求解器的基于SIM的稳态动态分析过程相对于使用Lanczos特征值求解器的基于子空间的稳态动态分析的性能优势。
以汽车白车身在固有模态和频率响应函数下的结构行为为例,演示采用AMS特征值求解器和SIM架构的稳态动态分析过程的使用。模型如图1所示,使用材料结构阻尼。
图1 汽车白车身模型
首先执行一个稳态动态分析,使用AMS计算无阻尼特征解。模型的全局截止频率为300Hz,因此提取300Hz以下的固有模态。在AMS特征值求解器减缩阶段,提取所有低于1500Hz的子结构特征模态,并用于计算全局特征解。此外,材料结构阻尼算子被投射到全局特征模态子空间。
材料为线弹性。整车不受约束,在两个Drive point处施加集中力,以模拟车辆的滚动。定义一个频率提取分析步以及一个稳态动态分析步,在频率提取分析步中设置全局截止频率为300Hz。分别设置基于SIM的AMS特征值求解器和基于子空间的Lanczos特征值求解器进行求解,分别得到1188个和1210个(包括6个刚体模态)全局特征值。其中基于子空间的稳态动态分析中,使用1000个特征模态,基于SIM的稳态动态分析中,使用所有的特征模态。
对比AMS特征值求解器和Lanczos特征值求解器得到的固有频率,相对误差如图2所示。在低于全局截止频率300Hz时,误差小于1.6%。低于150Hz是特别感兴趣的区域,误差小于0.25%,频率响应函数中的共振峰值是相当准确的。
图2 相对误差比较
稳态动态分析结果准确性通过对比频率响应曲线进行定性评估。对比两个不同输出位置的响应曲线。图3为直接求解的稳态动态分析(SSD DIRECT)、基于子空间法的稳态动态分析(SSD SP)、基于SIM的稳态动态分析(SSD AMS)和考虑残余模态的基于SIM的稳态动态分析(SSD AMS RES)的结果对比。由图可见,频率低于125Hz时,曲线基本是一致的。为了改善响应函数的准确性,可以为高频阶段误差补偿添加残余模态。
图3 频率响应曲线比较
使用AMS特征值求解器,将全局截断频率降低到225Hz,并在全局特征模态子空间中增加两个残余模态,可以提速约25%。由此可知,AMS特征值求解器与Lanczos特征值求解器相比,有很明显的性能优势。
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