ABAQUS白車身諧響應分析

2016-11-24 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

本文主要用于展示ABAQUS頻率提取和諧響應分析的基本操作和技術,包括以下幾個方面:

在頻率提取分析步中使用AMS特征值求解器,并提取殘余模態(tài);
在頻率提取分析步中使用AMS投影全局材料結構阻尼算子;
使用基于SIM的穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析過程,使用材料結構阻尼;
展示使用AMS特征值求解器的基于SIM的穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析過程相對于使用Lanczos特征值求解器的基于子空間的穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析的性能優(yōu)勢。

以汽車白車身在固有模態(tài)和頻率響應函數(shù)下的結構行為為例,演示采用AMS特征值求解器和SIM架構的穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析過程的使用。模型如圖1所示,使用材料結構阻尼。

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圖1 汽車白車身模型

首先執(zhí)行一個穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析,使用AMS計算無阻尼特征解。模型的全局截止頻率為300Hz,因此提取300Hz以下的固有模態(tài)。在AMS特征值求解器減縮階段,提取所有低于1500Hz的子結構特征模態(tài),并用于計算全局特征解。此外,材料結構阻尼算子被投射到全局特征模態(tài)子空間。

材料為線彈性。整車不受約束,在兩個Drive point處施加集中力,以模擬車輛的滾動。定義一個頻率提取分析步以及一個穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析步,在頻率提取分析步中設置全局截止頻率為300Hz。分別設置基于SIM的AMS特征值求解器和基于子空間的Lanczos特征值求解器進行求解,分別得到1188個和1210個(包括6個剛體模態(tài))全局特征值。其中基于子空間的穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析中,使用1000個特征模態(tài),基于SIM的穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析中,使用所有的特征模態(tài)。

對比AMS特征值求解器和Lanczos特征值求解器得到的固有頻率,相對誤差如圖2所示。在低于全局截止頻率300Hz時,誤差小于1.6%。低于150Hz是特別感興趣的區(qū)域,誤差小于0.25%,頻率響應函數(shù)中的共振峰值是相當準確的。

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圖2 相對誤差比較

穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析結果準確性通過對比頻率響應曲線進行定性評估。對比兩個不同輸出位置的響應曲線。圖3為直接求解的穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析(SSD DIRECT)、基于子空間法的穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析(SSD SP)、基于SIM的穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析(SSD AMS)和考慮殘余模態(tài)的基于SIM的穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析(SSD AMS RES)的結果對比。由圖可見,頻率低于125Hz時,曲線基本是一致的。為了改善響應函數(shù)的準確性,可以為高頻階段誤差補償添加殘余模態(tài)。

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