Bereken de natuurlijke frequenties van uw structuur in Structural 3D
Dynamische frequentieanalyse, of modale analyse, is nodig om de natuurlijke frequenties te bepalen (of resonantiefrequenties) van een structuur om de maximale respons te voorspellen. Wanneer een trillingsbelasting op de constructie overeenkomt met de natuurlijke frequentie, het kan gevaarlijk zijn en leidt tot de vernietiging van het systeem.
Invoer
Gebruikers kunnen eenvoudig knoopmassa's toevoegen, door simpelweg hun bestaande statische belastingen om te zetten in knoopmassa's. SkyCiv Structural 3D berekent automatisch de knoopmassa's (op basis van uw belastingsgroepen) en pas ze toe op de structuur, zodat uw model kan worden geanalyseerd op dynamische frequentie-effecten. Beginnen, Klik nodale massa's uit het linkermenu. Gebruikers kunnen knoopmassa's converteren van bestaande belastingen. Hier is een voorbeeld van wanneer een gebruiker klikt Ladingen converteren onder de nodale massa's invoer:
Hierdoor kunnen gebruikers belastinggroepen toevoegen en converteren naar modale massa's, geeft de gebruiker volledige controle over welke belastingen zijn inbegrepen, met bedieningselementen voor massarichtingen en factoren.
Gebruikers kunnen ook hun eigen knoopmassa's op elk knooppunt specificeren door de X . in te voeren,EN,Z-translatie- en rotatiemassawaarden:
Dynamische frequentieanalyse
De SkyCiv Dynamic Frequency-analyse berekent de laagste eigenfrequenties van de structuur, door de onderstaande eigenwaardevergelijking op te lossen. In een statische analyse, we gaan ervan uit dat het systeem niet afhankelijk is van tijd. In dynamische analyse, er is een tijdsafhankelijkheid.
Tijdens de dynamische frequentieanalyse lossen we de modusvormen en frequenties onder trilling op. Specifiek lossen we de trillingsfrequentie op (cycli per seconde) en periode (de tijd die nodig is om één cyclus te voltooien) voor elke modusvorm van de structuur.
De volgende formule geeft de berekeningen weer die door de Structural 3D zijn uitgevoerd tijdens een frequentieanalyse:
[M][U¨]+[K][U]=[0]
[M] = Structuurmassamatrix,
[K] = Structuurstijfheidsmatrix,
[U] = verplaatsing,
[U¨] is de dubbele afgeleide van verplaatsing ten opzichte van de tijd (d.w.z. versnelling).
Hier, de vergelijking is niet opgelost, maar het wordt eerder gereduceerd tot een algemeen eigenwaardeprobleem. Waarbij λ = eigenwaarden
[M][U]λ+[K][U]=[0]
De resulterende eigenwaarden zijn de frequenties van de structuur, terwijl de eigenvectoren de modusvormen zijn. Een lagere frequentie of modus betekent minder cycli per seconde en dus langzamere oscillatie.
Resultaten weergeven
Zodra de dynamische frequentieanalyse is voltooid, gebruikers kunnen de resultaten van meerdere modusvormen bekijken. Selecteer eenvoudig de modusvorm, en de structuur zal animeren om de modusvorm te tonen. Gebruikers kunnen ook de frequentie- en periodewaarden voor alle modi van de structuur bekijken. Hier is een voorbeeld van de animatie en resultaten:
Gebruikers krijgen ook een tabel met resultaten voor elke modus, inclusief de natuurlijke frequentie en periode. Dus bijvoorbeeld, in het bovenstaande model hebben we de frequentie en periode van elk resultaat (opmerking voor de eenvoud, alleen de eerste 10 modi zijn gegenereerd – dit kan worden gecontroleerd onder Instellingen):
Bovendien, de modale massaparticipatie resultaten van een structuur, en de modi kunnen worden bekeken door te klikken op de Massa-deelname tabblad. De massaparticipatiefactor vertegenwoordigt de hoeveelheid massa die is gekoppeld aan de specifieke frequentie of trillingsmodus. Het stelt de gebruiker in wezen in staat om te zien hoeveel van de massa van de structuur wordt geëxciteerd met de gegeven modus. Daardoor krijgt u inzicht in de respons van de structuur: hoe groter de massaparticipatiefactor, hoe groter het is van belang voor de algehele respons.
In de bovenstaande voorbeeldanimatie (de brugstructuur), je kunt zien dat de brug ALLEEN beweegt/trilt in de x- en y-richtingen voor deze modus (Modus 2), dus vandaar, we krijgen 0 participatiefactoren binnen de z-richting (zijwaarts). Bij relatief kleine massaparticipatiefactoren, de gebruiker moet altijd technisch oordeel vellen en de effecten van deze trillingsmodi analyseren analyze. De meeste bouwvoorschriften vereisen ten minste: 90% cumulatieve massale deelname voor analyse.
