Antwortspektrum

Die Option Speicherzuweisung in Prozent im Dialogfeld Analyseparameter steuert, wie stark der verfügbare RAM verwendet wird, um die Elementdaten zu lesen und die Matrizen zusammenzufügen. (Wenn der Wert kleiner oder gleich 100 % ist, wird der verfügbare physikalische Arbeitsspeicher verwendet. Wenn der Wert dieser Eingabe größer als 100% ist, verwendet die Speicherzuweisung den verfügbaren physischen und virtuellen Speicher).

Eingabespektrum

Das Eingabespektrum wird definiert durch Klicken auf die Schaltfläche Spektrumdaten im Dialogfeld Analyseparameter. Verwenden Sie dieses Fenster, um ein benutzerdefiniertes Spektrum einzugeben oder ein Spektrum für Sie durch Definieren der Oszillationsfrequenz und des Dämpfungsverhältnisses erstellen zu lassen.

Da die Antwortspektrum-Analyse die Ergebnisse aus einer Modalanalyse verwendet, geben Sie an, welches Entwurfsszenario im aktuellen Modell die modalen Ergebnisse im Feld Modale Ergebnisse aus Entwurfsszenario verwenden enthält.

Anmerkung: Die Modelleinheiten der Reaktionsspektrumanalyse müssen mit den Modelleinheiten der modalen Ergebnisse identisch sein.

Eingangsspektraltyp Definieren Sie anschließend den Typ des Spektrums, indem Sie das entsprechende Optionsfeld im Abschnitt Eingangsspektraltyp auswählen. Das Spektrum kann als Verschiebung, Beschleunigung oder G gegenüber dem Zeitraum definiert werden. Das Spektrum wird in die Tabellenkalkulation eingegeben, in der sich die Spaltenüberschrift je nach ausgewähltem Eingangsspektraltyp ändert. Sie können auch Spektrumdaten aus einer durch Kommata getrennten Datei (.csv) importieren, indem Sie auf die Schaltfläche Importieren klicken.

Tipp: Die Werte in der kommagetrennten Datei müssen dem Spektrumtyp und den aktiven Einheiten entsprechen. Ändern Sie ggf. die Anzeigeeinheiten, bevor Sie die Daten importieren. Ein Wert von beispielsweise 314 wird als 314 in 2 /s für das Spektrum Beschleunigung im Vergleich zum Spektrum Zeitraum importiert, wenn die Anzeigeeinheiten in englischen SI (Zoll) vorliegen, und als 314 m 2 /s pro Hz, wenn die Anzeigeeinheiten in metrischen SI vorliegen.

Faktoren Wählen Sie im nächsten Schritt die Richtung aus, entlang der das Spektrum auf das Modell angewendet wird. Dies erfolgt im Abschnitt Faktoren. Geben Sie die einzelnen Faktoren für jede globale Richtung in den Feldern X-Richtung, Y-Richtung, und Z-Richtung ein. Ein Faktor von 1 wendet das Spektrum wie definiert in diese Richtung an. Andere Werte als 1 oder 0 können verwendet werden, und das Spektrum wird entsprechend skaliert.

Falls Sie das Kontrollkästchen Cluster aktivieren, werden die modalen Auswirkungen nahe beieinander liegender Frequenzen unterschiedlich kombiniert (wie unten beschrieben). Der Wert im Feld Cluster wird verwendet, um zu ermitteln, ob zwei Frequenzen nahe beieinander liegen. Ein Wert von 0.1 gruppiert alle Frequenzen, die innerhalb von 10% voneinander liegen. Zwei Frequenzen liegen nahe beieinander, wenn

(Frequenz i - Frequenz i-1) /(Frequenz i-1) < = Cluster-Wert

wobei Frequenz i der nächste Modus höher als Frequenz i-1 ist. Drei (oder mehr) sequenzielle Modi können anhand der Gleichungen verknüpft werden (siehe unten), wenn jedes Paar innerhalb des Clusterwerts jedes anderen liegt, obwohl die erste und letzte Frequenz möglicherweise nicht innerhalb des Clusters liegt. So werden z. B. Modi 3, 4 und 5 in den Gleichungen unten verwendet, wenn Frequenzen 3 und 4 innerhalb des Clusterswerts liegen, und Frequenzen 4 und 5 innerhalb des Clusterwerts, obwohl Frequenzen 3 und 5 nicht innerhalb des Clusterwerts liegen.

Antwortspektrumparameter Wenn das Programm ein Spektrum für Sie erstellen soll, aktivieren Sie das Kontrollkästchen Antwortspektrum erzeugen, und geben Sie in den Feldern Oszillationsfrequenz (Hz) und Dämpfungsverhältnis (0.01 = 1%) Werte ein. Es ist hilfreich, zu beachten, dass ein Antwortspektrum einfach ein Diagramm mit dem maximalen Wert ist (in der Regel Verschiebung oder Beschleunigung) und die natürliche Frequenz (oder Punkt) eines FHG-Systems ist. Wenn Sie also ein FHG-System haben und es mit Zwangsfrequenzen zum Schwingen bringen, können Sie die maximale Antwort mit den bekannten Gleichungen aus beliebigen Schwingungsbüchern berechnen:

Vergrößerungsfaktor = 1 /[(1-r ^ 2) ^ 2 + (2*Dämpfung*r) ^ 2] ^ 0.5

Vergrößerungsfaktor für Beschleunigung = Vergrößerungsfaktor für Verschiebung *r ^ 2

wobei r die Frequenz ist (= Zwangsfrequenz/Eigenfrequenz). Die obige Gleichung wird oft mit dem Frequenzverhältnis r auf der Abszisse und dem Vergrößerungsfaktor auf der Ordinate dargestellt. Diese Gleichung basiert auf der Eigenfrequenz und dem Dämpfungsverhältnis. Derartige Diagramme beginnen mit einem Vergrößerungsfaktor von 1 bei einer Zwangsfrequenz von 0, erreichen einen Höchstwert nahe der Resonanz (Zwangsfrequenz = Eigenfrequenz) und fallen dann ab in Richtung 0, wenn die Zwangsfrequenz gegen unendlich geht.

Die vorherigen Gleichungen werden verwendet, um das Spektrum zu erstellen, wenn Sie sich dafür entscheiden, ein Spektrum zu generieren. Die eingegebene Oszillsationsfrequenz ist die Eigenfrequenz des entsprechenden FHG-Systems, und das Dämpfungsverhältnis steuert den maximalen Vergrößerungsfaktor. Der Unterschied zwischen dem typischen Vergrößerungsfaktordiagramm und der Tabellenkalulations-/Diagrammeingabe des Analyseparameters besteht darin, dass das Dialogfeld Analyseparameter den Zeitraum auf der Abszisse anstelle der Frequenz (oder des Frequenzverhältnisses) verwendet. Beim Plotten anhand der Frequenz beginnt die obige Gleichung mit einem Wert von 1. Beim Plotten anhand des Zeitraums endet die obige Gleichung bei einem Wert von 1.

Die vorherige Gleichung verfügt über eine Einheitenamplitude. Sie können einen Wert im Feld Skalierungsfaktor eingeben, der die Größe des Spektrums multipliziert, wenn er auf das Modell angewendet wird, um die gesamte erforderliche Amplitude zu erhalten. Das Diagramm wird nicht vom Skalierfaktor beeinträchtigt. Die maximale Amplitude des Spektrums entpricht bei Verwendung der Option Antwortspektrum erzeugen dem Skalierungsfaktor * X,- Y- oder Z-Richtungsfaktor. Wenn beispielsweise die bekannte Beschleunigungsgröße 100 Zoll/s^2 beträgt, wird der Skalierungsfaktor als 100 eingegeben, wenn eine Beschleunigungsversion verwendet wird. Wenn Sie g im Vergleich zum Zeitraum verwenden, wird der Skalierungsfaktor als 0.2588 (=100/386.4) eingegeben.

Steuern der Ergebnisberechnung

Es gibt drei verschiedene Möglichkeiten für den Gleichungslöser zur Berechnung der Reaktion des Modells. Die Methode wird angegeben, indem Sie das entsprechende Optionsfeld im Abschnitt Ausgabe des Dialogfelds Antwortspektrum-Analyseeingabe auswählen. Folgende Methoden stehen zur Verfügung:

  1. Originalverfahren (verwendet die Quadratwurzelsumme der SRSS-Quadratmethode).
    • Diese Methode bietet eine sinnvolle Schätzung, falls alle Eigenfrequenzen gut voneinander getrennt sind.
    • Die Anzahl der erstellten Ergebnisse (Anzahl der Lastfälle) entspricht der Anzahl der Modusformen in der Eigenfrequenzanalyse plus eins. [NLastfälle = NModi + 1]
    • Die Option Originalverfahren verwendet die folgenden Gleichungen, um die Reaktion des Modells zu finden, und gibt die folgenden Werte aus:

      Antwort bei Modus i aufgrund aller Spektrumsrichtungen:

      UiX = XdirFactor*UiXX + YdirFactor*UiXY + ZdirFactor*UiXZ

      UiY = XdirFactor*UiYX + YdirFactor*UiYY + ZdirFactor*UiYZ

      UiZ = XdirFactor*UiZX + YdirFactor*UiZY + ZdirFactor*UiZZ

      Resultat:

      UX = SQRT(U1X**2 + U2X**2 + +UNX**2)

      UY = SQRT(U1Y**2 + U2Y**2 + +UNY**2)

      UZ = SQRT(U1Z**2 + U2Z**2 + +UNZ**2)

  2. NRC Reg. Richtwert 1.92 (auch bekannt als Zehn-Prozent-Methode).
    • Diese Methode bietet einen besseren Schätzwert für Strukturen mit eng beieinander liegenden Eigenfrequenzen.
    • Wenn die Clustereingabe 0.1 beträgt, ist diese Methode identisch mit der Zehn-Prozent-Methode.
    • Diese Methode kann verwendet werden, wenn die Spektren in unterschiedliche Richtungen statistisch unabhängig (nicht korreliert) sind.
    • Die Quadratwurzelsumme der Quadrate (SRSS) der verschiedenen räumlichen Komponenten (die Faktor-Richtungen) wird nach Verwendung von NRC Reg. Richtwert 1.92-Gleichungen durchgeführt.
    • Die Anzahl der erstellten Ergebnisse (Anzahl der Lastfälle) entspricht der (Anzahl der Formen in der Eigenfrequenzanalyse) multipliziert mit der (Anzahl der Faktorrichtungen) plus eins. [NLastfälle = NModi * NRichtungen + 1]
    • Die Option NRC Reg. Richtwert 1.92 verwendet die folgenden Gleichungen, um die Reaktion des Modells zu suchen, und gibt die folgenden Werte aus:

      Antwort in jedem Modus i aufgrund der einzelnen Spektrumsrichtungen:

      UiX = XdirFactor*UiXX, YdirFactor*UiXY oder ZdirFactor*UiXZ

      UiY = XdirFactor*UiYX, YdirFactor*UiYY oder ZdirFactor*UiYZ

      UiZ = XdirFactor*UiZX, YdirFactor*UiZY oder ZdirFactor*UiZZ

      Resultat:

      UX = SQRT(U1XX**2 + U2XX**2 + + (|UJXX| + |UKXX|)**2 + + UNXX**2

      + U1XY**2 + U2XY**2 + + (|UJXY| + |UKXY|)**2 + + UNXY**2

      + U1XZ**2 + U2XZ**2 + + (|UJXZ| + |UKXZ|)**2 + + UNXZ**2)

      UY = SQRT(U1YX**2 + U2YX**2 + + (|UJYX| + |UKYX|)**2 + + UNYX**2

      + U1YY**2 + U2YY**2 + + (|UJYY| + |UKYY|)**2 + + UNYY**2

      + U1YZ**2 + U2YZ**2 + + (|UJYZ| + |UKYZ|)**2 + + UNYZ**2)

      UZ = SQRT(U1ZX**2 + U2ZX**2 + + (|UJZX| + |UKZX|)**2 + + UNZX**2

      + U1ZY**2 + U2ZY**2 + + (|UJZY| + |UKZY|)**2 + + UNZY**2

      + U1ZZ**2 + U2ZZ**2 + + (|UJZZ| + |UKZZ|)**2 + + UNZZ**2)

      wobei zwei aufeinander folgende Modi J und K innerhalb des Clusterfaktors liegen.

  3. Geänderte Verfahren (Geändertes SRSS)
    • Die algebraische Summe wird über räumliche Richtungen verwendet, wenn mehrere Richtungen für die Faktoren eingegeben werden.
    • Die Anzahl der erstellten Ergebnisse (Anzahl der Lastfälle) entspricht der (Anzahl der Formen in der Eigenfrequenzanalyse) multipliziert mit der (Anzahl der Faktorrichtungen) plus eins. [NLastfälle = NModi * NRichtungen + 1]
    • Die Option Geändertes Verfahren verwendet die folgenden Gleichungen, um die Reaktion des Modells zu finden und gibt die folgenden Werte aus:

      Antwort in jedem Modus i aufgrund der einzelnen Spektrumsrichtunggen:

      UiX = XdirFactor*UiXX, YdirFactor*UiXY oder ZdirFactor*UiXZ

      UiY = XdirFactor*UiYX, YdirFactor*UiYY oder ZdirFactor*UiYZ

      UiZ = XdirFactor*UiZX, YdirFactor*UiZY oder ZdirFactor*UiZZ

      Resultat:

      UX = SQRT(U1XX**2 + U2XX**2 + + (|UJXX| + |UKXX|)**2 + + UNXX**2)

      + SQRT(U1XY**2 + U2XY**2 + + (|UJXY| + |UKXY|)**2 + + UNXY**2)

      + SQRT(U1XZ**2 + U2XZ**2 + + (|UJXZ| + |UKXZ|)**2 + + UNXZ**2)

      UY = SQRT(U1YX**2 + U2YX**2 + + (|UJYX| + |UKYX|)**2 + + UNYX**2)

      + SQRT(U1YY**2 + U2YY**2 + + (|UJYY| + |UKYY|)**2 + + UNYY**2)

      + SQRT(U1YZ**2 + U2YZ**2 + + (|UJYZ| + |UKYZ|)**2 + + UNYZ**2)

      UZ = SQRT(U1ZX**2 + U2ZX**2 + + (|UJZX| + |UKZX|)**2 + + UNZX**2)

      + SQRT(U1ZY**2 + U2ZY**2 + + (|UJZY| + |UKZY|)**2 + + UNZY**2)

      + SQRT(U1ZZ**2 + U2ZZ**2 + + (|UJZZ| + |UKZZ|)**2 + + UNZZ**2)

      wobei zwei aufeinander folgende Modi J und K innerhalb des Clusterfaktors liegen.

Dabei gilt:

Anmerkung: Die resultierenden Lastfälle jeder Methode sind Quadratwurzeln der Summe der Quadrate. Aus diesem Grund fehlen bei allen Belastungs- und Verschiebungskomponenten die negativen Werte. Diese Ergebnisse sind eventuell physikalisch nicht von Bedeutung.

Das Kontrollkästchen Modale Effekte ist nur für den NRC Reg Richtwert 1.92 und die Ausgabetypen Geändertes Verfahren anwendbar und nur, wenn die Ausgabe von Verschiebungsdaten angefordert wird (siehe unten). Durch das Aktivieren des Kontrollkästchens Modale Effekte werden die Verschiebungsergebnisse aufgrund der Antwortspektrum-Laderichtung an jedem Knoten im Modell für jede Eigenfrequenz (oder jeden Modus) ausgegeben. Da diese Ausgabe recht voluminös sein kann und die Ergebnisse in der Ergebnisanzeige durch diese Einstellung nicht betroffen sind, ist es besser, die Ergebnisanzeige zu verwenden, wenn nur ausgewählte Ergebnisse erforderlich sind.

Steuern von Daten in Ausgabedateien

Bevor die Analyse durchgeführt wird, können Sie auswählen, zusätzliche Ergebnisse auszugeben. Verwenden Sie den Abschnitt Ausgabesteuerungen im Dialogfeld Analyseparameter, um anzugeben, welche Ergebnisse ausgegeben werden sollen.

Übergeordnetes Thema: Analyseparameter