预应力频率响应

CAE大拿

在航空航天以及国防军工等领域，对某些电子部件的抗振性要求比较高，由于装配或其它结构上的要求等因数，实际装配后的部件结构往往承受较大的静载荷，在结构中产生一定的预应力，对结构的振动特性产生影响。要想准确分析这种静载荷作用下的部件振动特性，需要在频响分析中考虑预应力的影响，进行预应力结构的频响分析。下面以平板模型为例，描述在MSC Patran中进行频响分析的设置方法。

1.示例模型及工况
一块长方形的薄板，一端固定，另一端承受一定的水平拉力（静载荷），同时作用随频率变化的竖直向上的动态载荷，分析工况如下图。计算板在动载荷作用下的频率响应。

静载荷分析工况

频响分析工况

2.设定载荷工况
按照一般的有限元分析流程建立板的模型，划分网格，定义材料和单元属性，以及边界条件。载荷的定义需要和工况关联起来，静载荷在静态工况中定义，动载荷在动态工况中定义。定义好的两种分析载荷工况如下：

静态载荷工况

动态载荷工况

3.定义分析工况
创建两个分析工况，一个是静态分析工况（SOL 101），另一个是频响分析工况（SOL 108或者SOL 111），如下图。需要注意的是：虽然创建载荷工况后会有对应的分析工况，但在这里静态分析工况的定义不可缺省，否则下面的步骤没法选择。

创建静态分析工况

创建频响分析工况

4.工况选择
求解类型设置到频响分析，在Subcase Select...选择分析工况。如下图：

5.bdf文件修改
按上面的操作写出bdf文件后需要作一个小的改动，即把LOADSET语句放到频响分析工况中。如下：

bdf文件修改前

bdf文件修改后

6.结果对比
下图是有预应力频率响应和没有预应力频率响应计算结果的对比。图中红色曲线是没有预应力的频率响应，绿色曲线是有预应力的频率响应曲线。

总结：
本文介绍了预应力频响分析的设置方法，可用于计算含有预应力的结构的频率响应。
附带文件：preload_freq.bdf