Гармонический анализ прямоугольной пластины при воздействии ускорения с непостоянной по диапазону частот амплитудой

Данный пример демонстрирует возможность табличного задания амплитуды в гармоническом анализе. В результатах расчета показаны АЧХ прогиба середины пластины и первые две собственные формы суммарного перемещения.

Построение модели

Создайте модель пластины. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Объем, Действие - Создать. Из выпадающего списка выберите Параллелепипед и задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.

Построение сетки

Постройте конечно-элементную сетку. На панели выберите Режим - Сетка, Объект - Объемная, Действие - Интервалы. Из выпадающего списка выберите Задать размер и задайте необходимые параметры. Нажмите Применить, Построить сетку.

Задание материала и свойств блока

Создайте материал. На панели команд выберите Режим - Материал, Объект - Управление материалами. В открывшемся виджете Управление материалами в средней колонке укажите имя материала material. В колонке свойств откройте список Упругость и перетащите название Материал Гука в колонку Свойства материала, затем перейдите в раздел Общие и перетащите Плотность. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить. Закройте окно Управление материалами.

Создайте блок. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Добавить сущность в блок. В выпадающем списке сущностей выберите Объем и введите 1. Нажмите Применить.

Задайте свойства блоку. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Свойства/параметры блока. Задайте необходимые параметры и нажмите Применить.

Задание граничных условий

Жестко закрепите боковые грани пластины. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Перемещения, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.

Задайте гравитацию. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Гравитация, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.

Задайте табличную зависимость для гравитации. На панели команд выберите Режим - Зависимость ГУ. В окне Зависимость ГУ выберите Гравитация-Y, перейдите во вкладку Таблица и укажите зависимость от частоты. Заполните таблицу и нажмите Применить.

Чтобы не заполнять таблицу вручную, используйте скрипт:

create table 1 modify table 1 dependency frequency modify table 1 insert row modify table 1 cell 1 2 value 0.000940029 modify table 1 insert row modify table 1 cell 2 1 value 0.1 modify table 1 cell 2 2 value 0.001578 modify table 1 insert row modify table 1 cell 3 2 value 0.00259648 modify table 1 cell 3 1 value 0.2 modify table 1 insert row modify table 1 cell 4 2 value 0.00418771 modify table 1 cell 4 1 value 0.3 modify table 1 insert row modify table 1 cell 5 2 value 0.006620397 modify table 1 cell 5 1 value 0.4 modify table 1 insert row modify table 1 cell 6 2 value 0.010258999 modify table 1 cell 6 1 value 0.5 modify table 1 insert row modify table 1 cell 7 2 value 0.015582606 modify table 1 cell 7 1 value 0.6 modify table 1 insert row modify table 1 cell 8 2 value 0.02320007 modify table 1 cell 8 1 value 0.7 modify table 1 insert row modify table 1 cell 9 2 value 0.033857322 modify table 1 cell 9 1 value 0.8 modify table 1 insert row modify table 1 cell 10 2 value 0.048431735 modify table 1 cell 10 1 value 0.9 modify table 1 insert row modify table 1 cell 11 2 value 0.067908097 modify table 1 cell 11 1 value 1 modify table 1 insert row modify table 1 cell 12 2 value 0.093331277 modify table 1 cell 12 1 value 1.1 modify table 1 insert row modify table 1 cell 13 2 value 0.12573233 modify table 1 cell 13 1 value 1.2 modify table 1 insert row modify table 1 cell 14 2 value 0.166027806 modify table 1 cell 14 1 value 1.3 modify table 1 insert row modify table 1 cell 15 2 value 0.214896234 modify table 1 cell 15 1 value 1.4 modify table 1 insert row modify table 1 cell 16 2 value 0.272640828 modify table 1 cell 16 1 value 1.5 modify table 1 insert row modify table 1 cell 17 2 value 0.339052607 modify table 1 cell 17 1 value 1.6 modify table 1 insert row modify table 1 cell 18 2 value 0.413292378 modify table 1 cell 18 1 value 1.7 modify table 1 insert row modify table 1 cell 19 2 value 0.493812198 modify table 1 cell 19 1 value 1.8 modify table 1 insert row modify table 1 cell 20 2 value 0.578336153 modify table 1 cell 20 1 value 1.9 modify table 1 insert row modify table 1 cell 21 2 value 0.663915763 modify table 1 cell 21 1 value 2 modify table 1 insert row modify table 1 cell 22 2 value 0.747067303 modify table 1 cell 22 1 value 2.1 modify table 1 insert row modify table 1 cell 23 2 value 0.823987433 modify table 1 cell 23 1 value 2.2 modify table 1 insert row modify table 1 cell 24 2 value 0.890831485 modify table 1 cell 24 1 value 2.3 modify table 1 insert row modify table 1 cell 25 2 value 0.944027483 modify table 1 cell 25 1 value 2.4 modify table 1 insert row modify table 1 cell 26 2 value 0.980590831 modify table 1 cell 26 1 value 2.5 modify table 1 insert row modify table 1 cell 27 2 value 0.998401279 modify table 1 cell 27 1 value 2.6 modify table 1 insert row modify table 1 cell 28 2 value 0.996406472 modify table 1 cell 28 1 value 2.7 modify table 1 insert row modify table 1 cell 29 2 value 0.974724902 modify table 1 cell 29 1 value 2.8 modify table 1 insert row modify table 1 cell 30 2 value 0.934634253 modify table 1 cell 30 1 value 2.9 modify table 1 insert row modify table 1 cell 31 2 value 0.878446739 modify table 1 cell 31 1 value 3 modify table 1 insert row modify table 1 cell 32 2 value 0.809288348 modify table 1 cell 32 1 value 3.1 modify table 1 insert row modify table 1 cell 33 2 value 0.730811294 modify table 1 cell 33 1 value 3.2 modify table 1 insert row modify table 1 cell 34 2 value 0.646876425 modify table 1 cell 34 1 value 3.3 modify table 1 insert row modify table 1 cell 35 2 value 0.561243736 modify table 1 cell 35 1 value 3.4 modify table 1 insert row modify table 1 cell 36 2 value 0.477304799 modify table 1 cell 36 1 value 3.5 modify table 1 insert row modify table 1 cell 37 2 value 0.39788192 modify table 1 cell 37 1 value 3.6 modify table 1 insert row modify table 1 cell 38 2 value 0.325107299 modify table 1 cell 38 1 value 3.7 modify table 1 insert row modify table 1 cell 39 2 value 0.260383431 modify table 1 cell 39 1 value 3.8 modify table 1 insert row modify table 1 cell 40 2 value 0.204415621 modify table 1 cell 40 1 value 3.9 modify table 1 insert row modify table 1 cell 41 2 value 0.157300074 modify table 1 cell 41 1 value 4 modify table 1 insert row modify table 1 cell 42 2 value 0.118647306 modify table 1 cell 42 1 value 4.1 modify table 1 insert row modify table 1 cell 43 2 value 0.08772047 modify table 1 cell 43 1 value 4.2 modify table 1 insert row modify table 1 cell 44 2 value 0.063570866 modify table 1 cell 44 1 value 4.3 modify table 1 insert row modify table 1 cell 45 2 value 0.04515745 modify table 1 cell 45 1 value 4.4 modify table 1 insert row modify table 1 cell 46 2 value 0.031442336 modify table 1 cell 46 1 value 4.5 modify table 1 insert row modify table 1 cell 47 2 value 0.021459239 modify table 1 cell 47 1 value 4.6 modify table 1 insert row modify table 1 cell 48 2 value 0.014355818 modify table 1 cell 48 1 value 4.7 modify table 1 insert row modify table 1 cell 49 2 value 0.009413598 modify table 1 cell 49 1 value 4.8 modify table 1 insert row modify table 1 cell 50 2 value 0.006050587 modify table 1 cell 50 1 value 4.9 modify table 1 insert row modify table 1 cell 51 2 value 0.003812005 modify table 1 cell 51 1 value 5 modify gravity 1 dof 2 table 1

Запуск расчёта

Для запуска на расчет в CAE Fidesys выберите на панели команд Режим - Настройки расчета, Настройки расчета - Частотный анализ, Частотный анализ - Общие. Задайте требуемые параметры и нажмите Применить.

Задайте дополнительные настройки. На панели команд Режим - Настройки расчета, Настройки расчета - Частотный анализ, Частотный анализ - Демпфирование. Задайте требуемые параметры и нажмите Применить, Начать расчет.

Анализ результатов

Откройте файл с результатами. Это можно сделать тремя способами:

  • Нажмите Ctrl+E;

  • В главном меню выберите Расчёт - Открыть результаты;

  • На панели команд выберите Результаты (Режим - Результаты, Результаты - Открыть результат).

Появится окно FidesysViewer, в котором вы сможете ознакомиться с результатами расчёта.

Выберите точку на модели, используя кнопку Выбрать точки и примените фильтр Гармонический анализ.

На странице свойств укажите необходимые параметры. Нажмите Применить.

Затем в разделе Параметры рядов выберите Перемещения (Амплитуда)_Y, в результате в правой части экрана отобразится необходимый график.

Использование консольного интерфейса

Построение геометрии, генерацию сетки, задание граничных условий и материалов можно выполнить с использованием консольного интерфейса. Ниже приведён код программы, позволяющий выполнить шаги описанного выше руководства, необходимо только самостоятельно указать полный путь и название сохраняемого файла.

reset
set default element hex
brick x 1 y 0.05 z 10
volume all size 0.1
volume all scheme auto 
mesh volume all
create material 1
modify material 1 name 'mat1'
modify material 1 set property 'MODULUS' value 2e+11
modify material 1 set property 'POISSON' value 0.3
modify material 1 set property 'DENSITY' value 7800
set duplicate block elements off
block 1 add volume 1
block 1 material 1 cs 1 element solid order 2
create displacement  on surface 2 1  dof all fix  
create gravity on volume 1
modify gravity 1 dof 2 value -1000
create table 1
modify table 1 dependency frequency
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 1 2 value 0.000940029
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 2 1 value 0.1
modify table 1 cell 2 2 value 0.001578
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 3 2 value 0.00259648
modify table 1 cell 3 1 value 0.2
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 4 2 value 0.00418771
modify table 1 cell 4 1 value 0.3
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 5 2 value 0.006620397
modify table 1 cell 5 1 value 0.4
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 6 2 value 0.010258999
modify table 1 cell 6 1 value 0.5
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 7 2 value 0.015582606
modify table 1 cell 7 1 value 0.6
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 8 2 value 0.02320007
modify table 1 cell 8 1 value 0.7
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 9 2 value 0.033857322
modify table 1 cell 9 1 value 0.8
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 10 2 value 0.048431735
modify table 1 cell 10 1 value 0.9
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 11 2 value 0.067908097
modify table 1 cell 11 1 value 1
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 12 2 value 0.093331277
modify table 1 cell 12 1 value 1.1
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 13 2 value 0.12573233
modify table 1 cell 13 1 value 1.2
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 14 2 value 0.166027806
modify table 1 cell 14 1 value 1.3
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 15 2 value 0.214896234
modify table 1 cell 15 1 value 1.4
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 16 2 value 0.272640828
modify table 1 cell 16 1 value 1.5
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 17 2 value 0.339052607
modify table 1 cell 17 1 value 1.6
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 18 2 value 0.413292378
modify table 1 cell 18 1 value 1.7
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 19 2 value 0.493812198
modify table 1 cell 19 1 value 1.8
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 20 2 value 0.578336153
modify table 1 cell 20 1 value 1.9
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 21 2 value 0.663915763
modify table 1 cell 21 1 value 2
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 22 2 value 0.747067303
modify table 1 cell 22 1 value 2.1
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 23 2 value 0.823987433
modify table 1 cell 23 1 value 2.2
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 24 2 value 0.890831485
modify table 1 cell 24 1 value 2.3
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 25 2 value 0.944027483
modify table 1 cell 25 1 value 2.4
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 26 2 value 0.980590831
modify table 1 cell 26 1 value 2.5
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 27 2 value 0.998401279
modify table 1 cell 27 1 value 2.6
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 28 2 value 0.996406472
modify table 1 cell 28 1 value 2.7
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 29 2 value 0.974724902
modify table 1 cell 29 1 value 2.8
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 30 2 value 0.934634253
modify table 1 cell 30 1 value 2.9
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 31 2 value 0.878446739
modify table 1 cell 31 1 value 3
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 32 2 value 0.809288348
modify table 1 cell 32 1 value 3.1
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 33 2 value 0.730811294
modify table 1 cell 33 1 value 3.2
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 34 2 value 0.646876425
modify table 1 cell 34 1 value 3.3
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 35 2 value 0.561243736
modify table 1 cell 35 1 value 3.4
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 36 2 value 0.477304799
modify table 1 cell 36 1 value 3.5
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 37 2 value 0.39788192
modify table 1 cell 37 1 value 3.6
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 38 2 value 0.325107299
modify table 1 cell 38 1 value 3.7
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 39 2 value 0.260383431
modify table 1 cell 39 1 value 3.8
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 40 2 value 0.204415621
modify table 1 cell 40 1 value 3.9
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 41 2 value 0.157300074
modify table 1 cell 41 1 value 4
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 42 2 value 0.118647306
modify table 1 cell 42 1 value 4.1
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 43 2 value 0.08772047
modify table 1 cell 43 1 value 4.2
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 44 2 value 0.063570866
modify table 1 cell 44 1 value 4.3
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 45 2 value 0.04515745
modify table 1 cell 45 1 value 4.4
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 46 2 value 0.031442336
modify table 1 cell 46 1 value 4.5
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 47 2 value 0.021459239
modify table 1 cell 47 1 value 4.6
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 48 2 value 0.014355818
modify table 1 cell 48 1 value 4.7
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 49 2 value 0.009413598
modify table 1 cell 49 1 value 4.8
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 50 2 value 0.006050587
modify table 1 cell 50 1 value 4.9
modify table 1 insert row 
modify table 1 cell 51 2 value 0.003812005
modify table 1 cell 51 1 value 5
modify gravity 1 dof 2 table 1
analysis type harmonic dim3 preload off
harmonic method mode_superposition interval from 0 to 60 max_freq_num 10 steps_count 1000
damping on structural 0.02 mass_matrix 0 stiffness_matrix 0
coriolis off