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时程分析:模态叠加法 vs 直接积分法
创建者:魏旭豪,编辑者:张志国,最近更新:2022/04/21 17:25:26

问题描述:

       模态叠加法(FNA法)与直接积分法有哪些不同?用户在使用过程中需要注意哪些问题?

解答:

1、模态叠加法和直接积分法的对比


模态叠加法

直接积分法

非线性

只包含连接/支座单元的非线性行为

包含所有可能的非线性行为

计算稳定性

计算稳定;
时间步长可任意,仅影响结果输出,与计算稳定性无关;

输出时间步长建议取对结构分析有明显作用的高阶模态周期的1/10

计算对时间步长敏感;

模态分析对计算无影响

计算结果的影响因素

在模态分析基础上进行;
推荐使用RITZ向量法进行模态分析;
模态分析要满足以下几点要求:
1)计算出足够的模态;
2)模态覆盖足够的频率范围;
3)质量参与系数要达到要求;
4)模态形状足够表示所有期望的变形。

不同的时间步长得到结果的精度不同,时间步长过大可能导致分析不收敛或结果无法真实描述结构的真实反应,时间步长过小会降低求解效率;
时间积分参数推荐HHT方法,只设置单个参数

2、分析方法的选择

用户可根据模态叠加法和直接积分法的对比,结合模型本身的特性选择合适的分析方法。如果模型中包含塑性铰、纤维铰或者分层壳,只能选择直接积分法。如果选用模态叠加法,需注意模态分析需要满足的要求。模态分析Ritz向量法的注意事项详见Ritz向量模态分析中的相关内容。

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