Моделирование динамической задачи на примере свободных колебаний консольно закрепленной балки. Анализ частотных характеристик, запись результатов анализа в отчетные файлы.

       Рассмотрим проведение расчета свободных колебаний балки, то есть колебаний, возбуждаемых в балке при мгновенном снятии ранее действовавших нагрузок. Используем результат предыдущего расчета, полученного на втором занятии, из которого в качестве исходных данных берутся деформации балки на последнем шаге. Откройте файл, содержащий модель трехмерной балки, и сохраните, присвоив ему новое имя.

       Для проведения расчета необходимо создать копию модели, результаты расчета которой уже есть. Необходимо вызвать менеджер моделей, используя команду меню Model – Copy Model и скопировать Model-1 в Model-2. Теперь все действия будут проводиться с новой моделью. Теперь создайте новый шаг анализа – линейный динамический расчет. Для этого вернитесь в модуль STEP. Запустите в этом модуле менеджер, отвечающий за создание и редактирование шагов анализа Step – Manager. Создайте новый шаг, используя кнопку Create. Выберите Procedure type = General, метод анализа – Dynamic, Implicit.

       В окне Edit Step задайте параметры по выбору шага. В Basic укажите описание, например, Free Веам, и период времени Time Perriod, в течение которого будут рассматриваться колебания балки – 12 с. В Incrementation задайте тип – Fixed, максимальное число шагов – 200, постоянный шаг по времени Increment size – 0,1 с. В параметрах Other введите коэффициент численного демпфирования Numerical damping control parameter , равный -0.3 (знак «минус»обязателен) и нажмите кнопки ОК и Dismiss .

       Для задания опций вывода процессов History Output по времени необходимо определить точки, в которых будут записываться данные в зависимости от времени. Делается это следующим образом: запустите менеджер групп, выбрав элемент меню Tools – Set – Manager, в котором создается новая группа кнопкой Create. В эту группу будет входить одна точка – та, к которой на шаге STEP-1 была приложена сила. По умолчанию расчетная группа точек геометрической модели носит имя Set -1, но ей можно присвоить и собственное имя при помощи кнопки Rename, что бывает особенно полезно при анализе комбинированных конструкций. Укажите заданную точку мышью и нажмите кнопки Done , а затем Dismiss. Запустите менеджер процессов по времени при помощи команд меню Output – History Output Request – Manager или соответствующей кнопки, в котором для шага STEP-1 задаются свои переменные для вывода, в частности перемещения, скорости и ускорения Displacement / Velocity / Acceleration заданной выше группы Set-1, которую необходимо указать в окне Domain, выбрав раздел Set Name. Задайте для этого шага условия нагружения через модуль LOAD. Так как на этом шаге рассматриваются свободные колебания балки, то необходимо убрать нагрузку, приложенную на предыдущем шаге. Для этого надо выделить ее в менеджере нагрузок и заменить опцию Propogate на Inactive нажатием на кнопку Deactivate.

        Следующее действие – это, собственно, организация файла выходных данных и запуск расчета с помощью модуля JOB. В этом модуле, используя менеджер заданий, создайте новый вычислительный процесс при помощи кнопки Create , после чего запустите его кнопкой Submit. Не забудьте присвоить этому процессу уникальное имя, например, Beam3D-Frequencies.

       После окончания расчета откройте полученные результаты известным способом – нажатием кнопки Results в менеджере заданий или открытием в модуле VISUALIZATION соответствующего файла выходных данных с расширением *. odb.

       Для просмотра колебательного процесса по времени в ABAQUS/CAE необходимо воспользоваться командами меню Animate – Time History либо кнопкой      Time History Animate. Так как активное состояние модели Fast Representation, то появляется окно Animation, в котором необходимо выбрать новое состояние модели, в частности, Deformed.

       После нажатия на кнопку OK происходит покадровое создание анимации. Изменить параметры анимации можно, нажав на кнопку Animation Options, расположенную на панели инструкций. В частности, для того чтобы просмотреть колебательный процесс от начала до конца, один раз, без повторений необходимо в появившемся окне An imatio n Options задать параметр Mode в значение Play once.

       Управление анимацией (запуск, останов, пошаговый переход к следующему кадру) проводится с панели инструкций посредством набора кнопок Animation Controls.

Для вывода графиков по времени необходимо воспользоваться элементом меню Result – History output. В появившемся окне выбирается переменная, по которой требуется построить график. Например, выберите переменную, отвечающую за вывод графика перемещения точки, к которой на шаге STEP-1 была приложена сила Spatial Displacement : U 1 at Node 56 in NSET SET -1. При нажатии на кнопку Plot на экран будет выведен график указанной переменной. Для изменения параметров выводимого графика служит кнопка XY Curve Options . При ее нажатии возникнет одноименное окно, дающее возможность изменить вид выводимой кривой: задать вид линии кривой, вид выводимых символов. Также может быть полезна кнопка XY Plot Options, при ее нажатии появится окно изменения параметров области построения, таких, как легенда и сетка.

Лекция 5.