OptiStruct结构分析与工程应用
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6.4 卡片说明

6.4.1 TSTEP卡片

TSTEP卡片见表6-1及表6-2,用于定义瞬态分析的时间步。一个TSTEP卡片可以有多行,每行定义一个定步长的时间段,多行的时间段依次连续。

表6-1 TSTEP卡片定义

表6-2 TSTEP卡片说明

瞬态分析应注意计算步长DT#的设置。比较精确地描述正弦波形至少需要8个采样点,而Newmark-β积分计算的步长应相对更小一些。这取决于对分析精度的要求,在设置计算步长DT#时,通常需要取值为1/10~1/40的响应最小周期(1/最高模态频率)。

N0#字段提供了减小输出文件大小的功能。在TSTEP中可以选取较小的DT#,并配合N0#设置,以实现较高精度计算并减小结果文件。例如,瞬态分析需要每隔0.01s输出结果,可以设置DT#为0.001,而N0#为10。

6.4.2 DLOAD卡片

DLOAD卡片见表6-3及表6-4,用于定义时域或频域动力学的工况载荷,它是动态载荷的线性组合。在瞬态分析工况时,DLOAD组合TLOADi动载荷;在频响分析工况时,DLOAD组合RLOADi动载荷。卡片定义中有

L=SiSiLi

表6-3 DLOAD卡片定义

表6-4 DLOAD卡片说明

6.4.3 TLOADi卡片

TLOAD类型卡片用于定义瞬态分析的时域载荷(力激励或强迫位移),形式上有TLOAD1和TLOAD2两种。每张TLOADi卡片只能定义一个瞬态载荷,SID不能重复,多个瞬态载荷要定义多张TLOAD卡片,并由DLOAD进行组合。TLOADi卡片见表6-5~表6-7。

TLOAD1通过TID引用离散点曲线定义瞬态载荷。

ft)=AFt-τ

表6-5 TLOAD1卡片定义

表6-6 TLOAD1卡片说明

TLOAD2直接采用解析表达式描述曲线。

表6-7 TLOAD2卡片定义

其中,EXCITEID、DELAY、TYPE与TLOAD1的定义一致,参数T1、T2、F、P、C、B为解析表达式中的变量。

6.4.4 DAREA卡片

DAREA是常见的一种动态力输入方式,直接在节点自由度上定义力载荷的幅值,见表6-8。

表6-8 DAREA卡片定义

其中,P#定义节点编号;C#定义节点#上的自由度;A#定义力载荷幅值。

DAREA卡片既支持施加力,也支持施加力矩:当字段C#取值为1/2/3时,表示平动方向,施加的是力;当C#取值为4/5/6时,表示转动方向,施加的是力矩。当DAREA卡片被TLOAD或RLOAD引用时,必须确保TYPE字段为LOAD或默认值。

每张DAREA卡片可以定义两个自由度上的载荷幅值,多张DAREA卡片可以共用一个SID。当DAREA卡片被TLOAD或RLOAD引用时,所有SID相同的DAREA都将同时施加。

动态载荷还可用FORCEi、MOMENTi、PLOADi等输入,分别表示力、力矩、压力。这些卡片的用法与DAREA类似,也使用相同的SID进行同步施加。

6.4.5 SPCD卡片

SPCD是动态强迫运动的输入方式,直接在节点自由度上定义运动的幅值,见表6-9。

表6-9 SPCD卡片定义

其中,GID定义节点位置;C定义节点上的自由度;D在动力学分析中定义该自由度的运动幅值。

每张SPCD卡片可以定义两个自由度上的运动幅值,多张SPCD卡片可以共用一个SID,在使用时SID相同的所有SPCD是同时施加的。当SPCD卡片被TLOAD或RLOAD引用时,必须在TLOAD或RLOAD的TYPE字段明确表明SPCD属于何种(位移、速度或加速度)类型。

需要注意的是,被TLOAD或RLOAD引用的SPCD,对应的所有自由度都必须同时在SPC或SPC1集合中,并被工况定义中的SPC引用。如图6-5所示,DLOAD中加载了SID=11及SID=12的TLOAD1载荷,对应于SID=101及SID=102的SPCD卡片,那么SPCD卡片定义的强迫运动自由度 (89号及90号节点的Z向位移)也必须存在于SPC集合中。

图6-5 动力学强迫运动:同时施加SPCD和SPC

6.4.6 TABLEDi卡片

TABLED1卡片用于定义离散点曲线。在动力学分析中,这条曲线通过被TLOAD1或RLOADi卡片引用来发挥作用,见表6-10和表6-11。

表6-10 TABLED1卡片定义

表6-11 TABLED1卡片说明

TABLED1定义的是一条离散的数据点曲线,离散点之间采用线性插值方式。在瞬态分析中,常见的是X、Y轴均为线性坐标轴,X轴表示时间,Y轴表示载荷的数值;在频响分析中,X、Y轴常见的是对数坐标轴形式,X轴表示频率,Y轴表示载荷的幅值。

TABLED2、TABLED3卡片也用于定义离散点曲线,与TABLED1的主要差别在于是否对曲线的X轴进行平移或缩放;TABLED4卡片用于指数形式的曲线输入。有兴趣的读者可以查看帮助文档,这里不进行展开说明。

6.4.7 TABDMP1卡片

TABDMP1卡片定义的是SDAMPING阻尼曲线,是一条离散的数据点曲线,离散点之间采用线性插值方式,见表6-12和表6-13。

表6-12 TABDMP1卡片定义

表6-13 TABDMP1卡片说明

(续)

TABDMP1需要被工况定义中的SDAMPING引用才能发挥作用。TABDMP1定义共有三种类型,即TYPE=G/CRIT/Q,并且可以相互转换。

1)TYPE=G时,定义gi=gωi)曲线,SDAMPING的值为diag(giωi)。

2)TYPE=CRIT时,定义ζi=ζωi)曲线,SDAMPING的值为diag(2ζiωi)。

3)TYPE=Q时,定义Qi=Qωi)曲线,SDAMPING的值为diag(ωi/Qi)。

6.4.8 TIC卡片

TIC卡片用于定义瞬态运动的初始条件,见表6-14。

表6-14 TIC卡片定义

其中,G定义节点位置;C定义节点自由度;U0表示初始位移;V0表示初始速度。U0、V0均为实数。

每张TIC卡片可以定义一个自由度上的位移及速度,多张TIC卡片可以共用一个SID。当TIC卡片被工况定义中的IC引用时,所有SID相同的TIC都将同时施加。