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分析效果图为求解动力学问题, NX NASTRAN提供了求解所需齐备的动力和阻尼单元,如瞬态回响分析的非线性弹性单元、 各类阻尼单元、 (噪) 声学阻滞单元及吸收单元等 。众多的阻尼类型包括: 结构阻尼、 材料阻尼、 不同的模态阻尼(含等效粘滞阻尼)、(噪)声阻滞阻尼和吸收阻尼、可变的模态阻尼(等效粘性阻尼,临界阻尼的分数,品质因数)、 离散的粘性阻尼单元、随频率变化的非线性阻尼器以及动力传递函式 , 直接矩阵输入、动力传递函式定义等 。NX NASTRAN可在时域或频域内定义各种动力学载荷, 包括动态定义所有的静载荷、 强迫位移、速度和加速度、初始速度和位移、延时、时间视窗、解析显式时间函式、实复相位和相角、 作为结构回响函式的非线性载荷、基于位移和速度的非线性瞬态载入、随载荷或受迫运动不同而不同的时间历程等 。模态凝聚法有 Guyan凝聚(静凝聚) , 广义动态凝聚 , 部分模态综合 , 精确分析的残余向量等 。NX NASTRAN的高级动力学功能还可分析更深层、更複杂的工程问题如控制系统、流固耦合分析、传递函式计算、输入载荷的快速富里叶变换、陀螺及进动效应分析(需DMAP模组)、模态综合分析(需Superelement模组) 。所有动力计算数据可利用矩阵法、位移法或模态加速法快速地恢复, 或直接输出到机构仿真或相关性测试分析系统中去 。NX NASTRAN的主要动力学分析功能如:特证模态分析、直接复特徵值分析、直接瞬态回响分析、模态瞬态回响分析、回响谱分析、模态复特徵值分析、直接频率回响分析、模态频率回响分析、非线性瞬态分析、模态综合、动力灵敏度分析等可简述如下:1)正则模态分析用于求解结构的自然频率和相应的振动模态,计算广义质量, 正则化模态节点位移,约束力和正则化的单元力及应力, 并可同时考虑刚体模态 。具体包括:a). 线性模态分析又称实特徵值分析 。实特徵值缩减法包括: Lanczos法、增强逆叠代法、Givens法、改进 Givens法、Householder法 , 并可进行Givens和改进Givens法自动选择、带Sturm 序列检查的逆叠代法,所有的特徵值解法均适用于无约束模型 。b). 考虑拉伸刚化效应的非线性特徵模态分析, 或称预应力状态下的模态分析 。2)复特徵值分析复特徵值分析主要用于求解具有阻尼效应的结构特徵值和振型, 分析过程与实特徵值分析类似 。此外NASTRAN的复特徵值计算还可考虑阻尼、质量及刚度矩阵的非对称性 。复特徵值抽取方法包括直接复特徵值抽取和模态复特徵值抽取两种:a) 直接复特徵值分析通过复特徵值抽取可求得含有粘性阻尼和结构阻尼的结构自然频率和模态,给出正则化的复特徵矢量和节点的约束力, 及复单元内力和单元应力 。主要算法包: Delerminated法、Hossen-bery法、新Hossenbery、逆叠代法、复Lanczos法,适用于集中质量和分布质量、对称与反对称结构,并可利用DMAP工具检查与测试分析的相关性 。b) 模态复特徵值分析此分析与直接复特徵值分析有相同的功能 。本分析先忽略阻尼进行实特徵值分析, 得到模态向量 。然后採用广义模态坐标,求出广义质量矩阵和广义刚度矩阵, 再计算出广义阻尼矩阵, 形成 模态坐标下的结构控制方程, 求出复特徵值 。模态复特徵值分析得到输出类型与用直接复特徵值分析得到输出类型相同 。3)瞬态回响分析(时间-历程分析)瞬态回响分析在时域内计算结构在随时间变化的载荷作用下的动力回响 , 分为直接瞬态回响分析和模态瞬态回响分析 。两种方法均可考虑刚体位移作用 。a) 直接瞬态回响分析该分析给出一个结构对随时间变化的载荷的回响 。结构可以同时具有粘性阻尼和结构阻尼 。该分析在节点自由度上直接形成耦合的微分方程并对这些方程进行数值积分,直接瞬态回响分析求出随时间变化的位移、速度、加速度和约束力以及单元应力 。b) 模态瞬态回响分析在此分析中,直接瞬态回响问题用上面所述的模态分析进行相同的变换,对问题的规模进行压缩 , 再对压缩了的方程进行数值积分 , 从而得出与用直接瞬态回响分析类型相同的输出结果 。4)随机振动分析该分析考虑结构在某种统计规律分布的载荷作用下的随机回响 。对于例如地震波,海洋波,飞机超过建筑物的气压波动,以及火箭和喷气发动机的噪音激励,通常人们只能得到按机率分布的函式,如功率谱密度(PSD)函式,激励的大小在任何时刻都不能明确给出,在这种载荷作用下结构的回响就需要用随机振动分析来计算结构的回响 。NX NASTRAN中的PSD可输入自身或交叉谱密度,分别表示单个或多个时间历程的交叉作用的频谱特性 。计算出回响功率谱密度、自相关函式及回响的RMS值等 。计算过程中, NX NASTRAN不仅可以象其它有限元分析那样利用已知谱,而且还可自行生成用户所需的谱 。5)回响谱分析回响谱分析(有时称为冲击谱分析)提供了一个有别于瞬态回响的分析功能,在分析中结构的激励用各个小的分量来表示, 结构对于这些分量的回响则是这个结构每个模态的最大回响的组合 。6)频率回响分析 频率回响分析主要用于计算结构在周期振荡载荷作用下对每一个计算频率的动回响 。计算结果分实部和虚部两部分 。实部代表回响的幅度,虚部代表回响的相角 。a) 直接频率回响分析直接频率回响通过求解整个模型的阻尼耦合方程,得出各频率对于外载荷的回响 。该类分析在频域中主要求解二类问题 。第一类问题是求结构在一个稳定的周期性正弦外力谱的作用下的回响 。结构可以具有粘性阻尼和结构阻尼,分析得到复位移、速度、 加速度、约束力、单元力和单元应力 。这些量可以进行正则化以获得传递函式 。第二类问题是求解结构在一个稳态随机载荷作用下的回响 。此载荷由它的互功率谱密度定义 。而结构载荷由上面所提到的传递函式来表征 。分析得出位移,加速度,约束力或单元应力的自相关係数 。该分析也对自功率谱进行积分而获得回响的均方根值 。b) 模态频率回响模态频率回响分析和随机回响分析在频域中解决的二类问题与直接频率回响分析解决相同的问题 。结构矩阵用忽略阻尼的实特徵值分析进行了压缩, 然后用模态坐标建立广义刚度和质量矩阵 。该分析的输出类型与直接频率回响分析得到的输出类型相同 。NX NASTRAN的模态扩张法(残余矢量法)可以估算高阶模态的作用,以确保参加计算的频率数足以使模态法的回响分析的计算精度显着提高 。此外 , 在众多的套用里 , 结构模态分析同时考虑几何刚化和材料非线性也是非常重要的 。这一功能在NX NASTRAN中叫做非线性正则模态分析 。7)多级超单元分析超单元分析是求解大型问题一种十分有效的手段,特别是当工程师打算对现有结构件做局部修改和重分析时 。超单元分析主要是通过把整体结构分化成很多小的子部件来进行分析, 即将结构的特徵矩阵(刚度、传导率、质量、比热、阻尼等)压缩成一组主自由度类似于子结构方法,但较其相比具有更强的功能且更易于使用 。子结构可使问题表达简单、计算效率提高、计算机的存储量降低 。超单元分析则在子结构的基础上增加了重複和镜像映射和多层子结构功能, 不仅可单独运算而且可与整体模型混合使用, 结构中的非线性与线性部分分开处理可以减小非线性问题的规模 。套用超单元工程师仅需对那些所关心的受影响大的超单元部分进行重新计算, 从而使分析过程更经济、更高效,避免了总体模型的修改和对整个结构的重新计算 。NX NASTRAN优异的多级超单元分析功能在大型工程项目国际合作中得到了广泛使用, 如飞机的发动机、 机头、机身、机翼、垂尾、舱门等在最终装配出厂前可由不同地区和不同国家分别进行设计和生产, 此间每一项目分包商不但可利用超单元功能独立进行各种结构分析,而且可通过数据通讯在某一地利用模态综合技术通过计算机模拟整个飞机的结构特性 。多级超单元分析是NX NASTRAN的主要强项之一, 适用于所有的分析类型, 如线性静力分 析、 刚体静力分析、 正则模态分析、几何和材料非线性分析、 回响谱分析、 直接特徵值、 频率回响、 瞬态回响分析、 模态特徵值、 频率回响、 瞬态回响分析、 模态综合分析(混合边界方法和自由边界方法)、设计灵敏度分析、 稳态、 非稳态、 线性、非线性传热分析等 。模态综合分析: 模态综合分析需要使用超单元,可对每个受到激励作用的超单元分别进行分析, 然后把各个结果综合起来从而获得整个结构的完整动态特性 。超单元的刚度阵、质量阵和载荷阵可以从经验或计算推导而得出 。结构的高阶模态先被截去,而后用静力柔度或刚度数据恢复 。该分析对大型複杂的结构显得更有效(需动力学分析模组) 。硬体平台NX NASTRAN 具有广泛的平台适用性 , 可在PC机、工作站、小巨型机、超级计算机等50种以上通用和专用计算机不同的作业系统下运行 , 主要机种如:PC、SUN、DEC、HP、IBM、SGI、NEC、HITACHI、SIEMENS、CRAY、CONVEX等 。NX NASTRAN的并行处理技术保证其在诸如CRAY、CONVEX、IBM、SUN、DEC、SGI等具有多处理器的大中型计算机上高效运行 。