预载荷作用对模态分析的影响

蓝血儿 · 发表于 2010-8-21 21:38:58

最近做一个在预载荷作用下的模态分析，如图中所示的半圆环，两端讲平移自由度全部约束，在中间加一个集中载荷。

在第一步施加载荷，第二个分析步提取频率！如果在第一个分析步中没有打开Nlgeom，则结果和没有施加预载荷的频率是一样的，说明预载荷并没有起作用。如果打开，则频率有所减小！那位高手能给分析一下几何非线性到底有什么影响？为什么会产生影响？

gaoshan1989 · 发表于 2015-5-27 20:06:43

如果没有打开非线性开关，在施加预紧力时系统的变形时线性的，系统的刚度矩阵和质量矩阵没有变化，因此模态分析时结果与没施加预紧力相同，但打开非线性开关后，施加载荷引起的位移不再按照线性原则近似，而是通过迭代计算得到，系统的刚度矩阵发生了变化，但质量矩阵任然没有改变，因此模态分析与未施加预紧力相比结果不同，至于固有频率减小了可以这样理解，施加的力使结构产生了向屈曲方式的变形，刚度矩阵变小了，相当于载荷起到了负的几何刚度的作用，削弱了结构整体的刚度，因此固有频率减小了

YW3624021 · 发表于 2011-5-12 19:15:34

因为几何非线性打开时，属于非线性算法，刚度矩阵是变化的，所以对后来提取的模态有影响。
几何非线性关闭时，加载是线性算法，刚度矩阵不更新，所以加载和不加载时刚度矩阵都一样，对后来的模态提取没有影响。

蓝血儿 · 发表于 2010-8-20 20:32:33

本帖最后由蓝血儿于 2010-8-21 15:27 编辑

最近在做一个预载荷作用下的固有频率的提取，在初始分析步中施加边界条件，第一个分析步中施加载荷，第二个分析步进行模态的分析，结果发现在第一个分析步中的载荷并没有对结构的固有频率产生影响，结果是毫不干涉的。不知道是不是需要用重启动才能完成？忘高手指点！

当打开大变形开关时候居然问题解决了，这是为什么呢？

wufeng9 · 发表于 2010-8-20 21:33:50

模态分析的时候对加载的载荷是忽略的，只有边界条件其作用。因为固有频率和模态是模型的固有特征啊。望楼主先看看理论方面的书。

蓝血儿 · 发表于 2010-8-20 21:38:56

2# wufeng9

蓝血儿 · 发表于 2010-8-20 21:41:51

2L所说有一定的道理，但是在预应力作用下结构的刚度发生了改变，而其固有频率也发生了改变。比如一根绳子，当其两端拉紧的时候其固有频率是明显增加的。在ansys中式可以做到的，我对ABAQUS的这种功能还不了解。

wufeng9 · 发表于 2010-8-20 22:00:58

4# 蓝血儿 不好意思啊，开始没有理解你的意思，是的，模态分析是在前一个分析步的基础上进行的，预变形应该有影响，是不是你的哪里设置错了啊？传个CAE文件啊

lopex · 发表于 2010-8-21 01:09:42

楼主的加载是场量还是矢量啊？
如果是矢量的话，我的建议是：

分成两个INP文件计算，第二步算模态的文件调用第一步算应力分布的结果，读入场量。

没有实践过，妄说一下。
我以前做过在不同温度场下的模态分析，我想应该是近似的。

sanmaoliuhao · 发表于 2010-8-21 11:45:55

静力分析时打开大变形应该就可以了

蓝血儿 · 发表于 2010-8-21 15:16:38

能不能给解释一下为什么要打开大变形啊？

yang240 · 发表于 2010-8-21 21:53:08

这个我以前也做过，不过也是像你一样，大变形我没试过，哪天试试看，呵呵，

哪位高手给解释下为什么要打开大变形啊？

cocas · 发表于 2010-8-26 23:15:32

如果不打开非线性，那么频率提取时将忽略预载荷

zhangjg · 发表于 2010-8-30 22:08:19

也想学学啊！！

wangjunjie0536 · 发表于 2010-10-8 16:10:54

又多学了点！

gfl · 发表于 2010-10-8 17:47:33

11#正解，这个问题帮助里说得很清楚，这是几何非线性的影响，严格来说材料非线性对振动也有影响，这要用到三阶材料常数，超声波测残余应力就是利用了这个原理，但Abaqus可能不能直接算。

yangjian5945 · 发表于 2013-7-29 14:46:26

学习了，原来预载荷是通过这样加载上去分析固有频率的。

zhangyan3679 · 发表于 2013-7-30 19:50:23

学习了。。。大神，都在这了~

xswang · 发表于 2013-12-24 21:24:13

我最近做模态分析，确实要打开Nlgeom，计算的结果和ANSYS的计算结果一样

hahuoha · 发表于 2014-7-9 15:34:31

学习了，打开“非线性”计算有预紧力的构件的固有频率！

mily65 · 发表于 2015-4-23 19:30:36

还是要多逛论坛，学习了

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