第二章 谐响应分析(4)

· 选项： Contour Displays 命令：PLNSOL或PLESOL

GUI：Main Menu>General Postproc>Plot Results>-Coutour Plot-Nodal Solu或Element Solu

用这些选项可绘制几乎所有结果项的等值线，如应力（SX,SY,SZ?），应变

（EPELX,EPELY,EPELZ?），及位移（UX,UY,UZ?）。在PLNSOL和PLESOL命令的 KUND 参数可用来选择是否将未变形形状叠加在显示结果中。 · 选项： Vector Plot 命令：PLVECT

GUI：Main Menu>General Postproc>Plot Results>-Vector Plot-Predefined 用PLNSOL和PLESOL命令可绘制几乎任何结果项的等值线，如应力(SX,SY,SZ?)，应变(EPELX,EPELY,EPELZ?)和位移(UX,UY,UZ?)。 · 选项： Tabular Listings 命令：PRNSOL（节点结果） PRESOL（单元—单元结果） PRRSOL（反作用力数据）等。 NSORT,ESORT

GUI： Main Menu>General Postproc>List Results>Nodal Solution Main Menu>General Postproc>List Results>Element Solution Main Menu>General Postproc>List Results>Reaction Solution 在数据列表之前，可用NSORT和ESORT命令对数据进行排序。

在POST1中还可使用许多其它后处理功能，如把结果映象到路径上，在不同的坐标系间转换结果，载荷工况（Load case）间的合并等。详情参见《ANSYS基本分析过程指南》。 参见《ANSYS命令参考手册》中ANTYPE、HROPT、HROUT、HARFRQ、 DMPRAT、NSUBST、KBC、NSOL、ESOL、RFORCE、PLCPLX、PLVAR、PRCPLX、PRVAR、PLDISP、PRRSOL和PLNSOL等命令的说明。

§2.5缩减法谐响应分析

Reduced（缩减）法，正如其名所示，是用缩减矩阵来计算出谐响应解。缩减法谐响应分析过程由五个主要步骤组成： 1.建模；

2.加载并求得缩减解； 3.观察缩减解结果； 4.扩展解（扩展过程）； 5.观察已扩展的解结果。

在这些步骤中，第1步的工作与完全法的相同，下面解释其它步骤的细节。

§2.5.1加载并求得缩减解

缩减解是指在主DOF处计算出的自由度解。得到缩减解需做的工作如下： 1.进入ANSYS求解器。 命令：/SOLU

GUI：Main Menu>Solution

2.指定分析类型和分析选项。除下面的差异外，用于缩减解的选项和用于完全法求解的选项基本相同。

·选择Reduced求解方法

·可以包括预应力效应[PSTRES]。这要求在先前的静力学（或瞬态）分析中同样包含预应力效应，并得到相应的单元文件。详情参见“有预应力谐响应分析”。

3.定义主自由度。主自由度是表征结构动力学特性的基本自由度或动力学自由度。在缩减法谐响应动力学分析中，要求在施加了力或非零位移的位置处也要设置主自由度。在“模态分析”的“矩阵缩减技术”部分已经指出了选择主自由度应遵循的准则。 4.在模型上加载。要加的简谐载荷和在完全法中所述的一样，但有以下限制： ·只可加位移和力。不可施加单元载荷如压力、温度和加速度。 ·力和非零位移只能施加在主自由度上。

5.指定载荷步选项。除OUTRES和ERESX命令不可用外，其余选项和完全法中描述的相同。OUTPR命令用于控制主自由度处节点解的输出情况[OUTPR,NSOL,ALL（或NONE）]。 6.保存数据库的备份。 命令：SAVE

GUI：Utility Menu>File>Save as 7.开始求解。 命令：SOLVE

GUI：Main Menu>Solution>-Solve-Currentl LS

8.如有其他载荷和频率范围（即其他载荷步），重复第4步到第7步。如果希望进行时间历程后处理（在POST26中），则一个载荷步和另一个载荷步的频率范围之间不能有重叠。还有一种处理多步载荷的方法，它允许将载荷步保存到文件中然后用一个宏进行一次性求解，该方法在<>中有较详细的描述。 9.离开SOLUTION求解器 命令：FINISH

GUI：关闭Solution菜单。

§2.5.2观察缩减法求解的结果

缩减法谐响应分析解结果保存在缩减法响应位移文件Jobname.RFRQ中。解是由主自由度处的位移组成，位移解在各求解中按所用强制频率简作谐规律变化。与完全法一样，如果指定了阻尼或施加了异步（存在相差）载荷，位移将为复数形式。可以在POST26中把主自由度上的位移定义为频率的函数并进行观察。（现在还不能用POST1，因为完整自由度上的解至此还未得到。）

使用POST26的步骤与完全法描述的基本一样，但存在以下差别：

·在定义POST26变量前，用FILE命令指定从Jobname.RFRQ中读取结果数据。比如，若分析项目名为HARMONIC，FILE命令将为： FILE , HARMONIC, RFRQ。（缺省时POST26寻找的结果文件不是缩减法求解过程保存的结果文件）。

·可处理的只有节点自由度数据（在主自由度上），因此只能用NSOL命令定义变量。

§2.5.3扩展解（扩展过程）

扩展过程是根据缩减解计算出在所有自由度上的位移、应力和力的解。这些计算只能按指定的频率和相位角进行。因此，在开始扩展过程前，应当先观察缩减解的结果（用POST26）并找到临界频率和相位角。

扩展过程并不是必须的。例如，如果主要关心的是结构上给定点的位移，那么缩减解就可以满足要求。而如果想确定非主自由度处的位移或者对应力解感兴趣，那么就必须进行扩展过程。注意以下两点：

·缩减法求解过程中产生的.RFRQ，.TRI，.EMAT和.ESAV文件都必须存在。 ·数据库中应包含和缩减法求解过程所用模型一致的模型。 1.重新进入ANSYS求解器 命令：/SOLU

GUI：Main Menu>Solution

2.激活扩展过程及其选项。ANSYS提供的可用于扩展过程的选项有：

表5扩展过程可用选项

选项 Expansion Pass On/Off No. Of Solutions to Expand Expansion Expansion 命令 GUI 途径 EXMain Menu>Solution>-Analysis PASS Type-ExpansionPass NUMain Menu>Solution>-Load Step MEXP Opts-ExpansionPass >Range of Solu’s NUMain Menu>Solution>-Load Step MEXP Opts-ExpansionPass >Range of Solu’s HRMain Menu>Solution>-Load Step Freq. Range for Phase Angle for EXP Opts-ExpansionPass >Range of Solu’s NUMEXP EXPSOL HROUT Stress Calculation On/Off Main Menu>Solution>-Load Step Opts-ExpansionPass >Range of Solu’s Nodal Solution Listing Format Main Menu>Solution>Analysis Options 下面将对这些选项逐个进行说明。

· 选项： Expansion Pass On/Off[EXPASS]

选择ON。

· 选项： Number of Solutions to Expand[NUMEXP,NUM]

指定要扩展的解的数目。此数是指在一个频率范围（下一选项指定）内均布的要扩展出的解的数目。如NUMEXP,4,1000,2000指定在频率范围1000至2000间扩展出4个解（即扩展在频率为1250,1500,1750和2000处的解）。

· 选项： Frequency Range for Expansion[NUMEXP,BEGRNG,ENDRNG] 指定扩展频率范围。如果不需要扩展出多个解，可以用EXPSOL指定要扩展的单一解（指定解对应的载荷步、子步号或对应的频率值）。 · 选项： Phase Angle for Expansion[HREXP]

如果在一个频率范围内要扩展多个解[NUMEXP]，建议对实部和虚部都进行扩展[HREXP,ALL]。这样，便可以很容易地在POST26中合并实部和虚部，以便观察位移、应力及其它结果的峰值。另外，如果扩展的是单一解[EXPSOL]，则可以用HREXP,angle指定峰值位移发生时的相位角。

· 选项： Stress Calculation On/Off[NUMEXP 或 EXPSOL]

如果对应力和力的计算不感兴趣可以关闭这一选项。缺省情形下计算应力和力。 · 选项： Nodal Solution Listing Format[HROUT]

确定谐响应位移解如何在输出文件Jobname.OUT中列出。可以选择实部/虚部方式（缺省）或振幅/相位角方式。

3.指定载荷步选项。在谐响应扩展过程中唯一可用的载荷步选项是输出控制： · Printed Output

设置在输出文件Jobname.OUT中要包含的结果数据。 命令：OUTPR

GUI：Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>Solu Printout · Database and Result File Output 控制结果文件Jobname.RST中包含的数据。 命令：OUTRES

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