瞬态响应分析

更新于 2026年10月13日 版权声明
第五节 瞬态响应分析

瞬态响应分析是计算结构受到强迫激励时动力响应的一种方法,激励通常为时域载荷。激励可以是力或者力矩,也可以是强迫运动,如位移、速度或者加速度。

整车的瞬态响应分析用来评估整车系统在时域内相对于激励的响应。典型的激励如过坎、掉坑等冲击载荷。评价点如转向盘、座椅、地板等。左右车轮同向激励可以激发悬架的同向跳动模态(hop),左右轮反向激励,可以激发悬架反向跳动模态(tramp)。

瞬态响应分析分两种:直接法和模态法。直接法是对耦合方程直接积分。直接法允许线性或非线性模态。瞬态响应分析不允许有复数系数,因此结构阻尼必须换算为等效黏性阻尼。这个转换仅在某一阶频率时是等效的,因此,不管是结构阻尼还是单元阻尼,在此频率以下结构模型为欠阻尼,而其上为过阻尼。(https://www.daowen.com)

使用模态法时,模态可以降低模型规模,并使计算更有效。如果使用模态阻尼,运动方程是解耦的。结构响应是各阶模态响应的线性叠加。如果存在阻尼矩阵,结构模态将不能对角化,因此模态法仍然与直接法一样,需要求解耦合的运动方程。但是因为在模态空间内,运动方程要比在物理空间内少得多,因此即使在模态空间内求解耦合的运动方程,仍然是很有效的。模态法的缺点是存在由模态截断引起的误差,但可以用残余向量来弥补。

瞬态响应分析应用最广泛的是MSC.Nastran,求解序列号为SOL109(直接法)和SOL112(模态法)。选择哪种算法取决于载荷、结构特征,或者根据标准规范而定。

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