Рассчитайте собственные частоты вашей конструкции в Structural 3D

Динамический частотный анализ, или модальный анализ, необходимо для определения собственных частот (или резонансные частоты) конструкции, чтобы спрогнозировать ее максимальный отклик. Когда вибрационная нагрузка, приложенная к конструкции, соответствует собственной частоте, это может быть опасно, приводя к разрушению системы.

Вход

Пользователи могут легко добавлять узловые массы, путем простого преобразования существующих статических нагрузок в узловые массы. SkyCiv Structural 3D автоматически рассчитает узловые массы (на основе ваших групп нагрузки) и примените их к конструкции, так что ваша модель может быть проанализирована на предмет динамических частотных эффектов. Начать, щелкнуть Узловые массы из левого меню. Пользователи могут преобразовывать узловые массы из существующих нагрузок. Вот пример, когда пользователь нажимает Преобразование нагрузок под Узловые массы Вход:

Это позволяет пользователям добавлять группы нагрузки и преобразовывать их в модальные массы., предоставление пользователю полного контроля над тем, какие нагрузки включены, с элементами управления массовыми направлениями и факторами.

Пользователи также могут указать свои собственные узловые массы в любом узле, введя X,И,Значения поступательной и вращательной массы Z:

Динамический частотный анализ

Анализ динамической частоты SkyCiv рассчитывает самые низкие собственные частоты конструкции., путем решения уравнения на собственные значения ниже. В статическом анализе, мы предполагаем, что система не зависит от времени. В динамическом анализе, есть временная зависимость.

Во время динамического частотного анализа мы решаем формы колебаний и частоты при вибрации.. В частности, мы решаем частоту колебаний (циклов в секунду) и период (время, необходимое для завершения одного цикла) для каждой формы колебаний конструкции.

Следующая формула представляет расчеты, выполненные Structural 3D во время частотного анализа.:

[M][U¨]+[К][U]знак равно[0]

[M] = Массовая матрица конструкции,

[К] = Матрица жесткости конструкции,

[U] = смещение,

[U¨] - двойная производная смещения по времени (т.е.. ускорение).

Вот, уравнение не решается, а скорее сводится к общей проблеме собственных значений. куда λ = собственные значения

[M][U]λ+[К][U]знак равно[0]

Результирующие собственные значения - это частоты структуры, а собственные векторы - формы мод.. Более низкая частота или режим означает меньшее количество циклов в секунду и, следовательно, более медленные колебания..

Отображение результатов

После завершения динамического частотного анализа, пользователи могут просматривать результаты нескольких форм режима. Просто выберите форму моды, и структура будет анимирована, чтобы показать форму режима. Пользователи также могут просматривать значения частоты и периода для всех режимов конструкции.. Вот пример анимации и результатов:

Пользователям также предоставляется табулированный набор результатов для каждого режима., включая собственную частоту и период. Так например, в модели выше у нас есть частота и период каждого результата (примечание для простоты, только первый 10 режимы были сгенерированы – это можно контролировать с помощью настройки):

Дополнительно, результаты модального массового участия структуры, и его режимы можно просмотреть, щелкнув Массовое участие вкладка. Коэффициент массового участия представляет собой количество массы, связанное с определенной частотой или режимом вибрации.. По сути, это позволяет пользователю увидеть, какая часть массы конструкции возбуждается данной модой.. Тем самым давая представление о реакции конструкции: чем больше фактор массового участия, тем больше значение для общего ответа.

В приведенном выше примере анимации (мостовая конструкция), вы можете видеть, что мост движется / вибрирует ТОЛЬКО в направлениях x и y для этого режима (Режим 2), так из этого, мы получили 0 факторы участия в направлении z (боком). Имея дело с относительно небольшими факторами массового участия, пользователь должен всегда принимать инженерные решения и анализировать влияние этих видов вибрации.. Большинство строительных норм и правил требуют как минимум 90% совокупное массовое участие для анализа.