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| SolidWorks动态分析 |
动态分析
? 何时使用动态分析
? 线性静态分析与线性动态分析
? 动态载荷
? 模态时间历史分析
? 谐波分析
? 无规则振动分析
? 阻尼效应
? 分析步骤 - 模态时间历史
? 分析步骤 - 谐波
? 分析步骤 - 无规则振动
? 进行线性动态分析
? 无规则振动分析定义
? 用于动态分析的载荷和结果选项
? 动态分析的求解精确度
何时使用动态分析
静态算例假设载荷是常量或者在达到其全值之前按非常慢的速度应用。由于这一假设，模型中每个微粒的速度和加速度均假设为零。其结果是，静态算例将忽略惯性力和阻尼力。
但在很多实际情形中载荷并不会缓慢应用而且可能会随时间或频率而变化。在这样的情况下，可使用动态算例。一般而言，如果载荷频率比最低（基本）频率高 1/3，就应使用动态算例。
线性动态算例以频率算例为基础。本软件将通过累积每种模式对负载环境的贡献来计算模型的作用。在大多数情况下，只有较低的模式会对模型的响应发挥主要作用。模式的作用取决于载荷的频率内容、量、方向、持续时间和位置。
动态分析的目标包括：
? 设计要在动态环境中始终正常工作的结构体系和机械体系。
? 修改系统的特性（几何体、阻尼装置、材料属性等等），以削弱振动效应。
运动方程式
单自由度 (SDOF) 系统
请考虑简单的质量弹簧系统。质量 (m) 取决于 u 方向上的力 F(t)，而且是时间的函数。质量只能在 u 方向上移动，因此这是一个单自由度 (SDOF) 系统。运动由刚度为 (k) 的弹簧承载
.
在时间为 (t) 时对该系统写入牛顿第二定律（力等于质量乘以加速度），将得出：
F(t)-ku(t) = mu..(t)
或：
mu..(t) + ku(t) = F(t)
其中：
u..(t) 是质量在时间 (t) 时的加速度，它等于 u 相对于时间的二阶导数
k = 是弹簧的刚度
理论上，如果移动并释放了质量，它会永远以相同的振幅继续振动。但实际上，质量会以逐渐减小的振幅振动，直到最终停止。这种现象称为阻尼效应，由摩擦和其它效应引起的能量损耗所导致。阻尼效应是一种复杂的现象。为便于讨论，我们假定阻尼力与速度成比例。这种阻尼称为粘性阻尼。
考虑到阻尼时，上述方程式将变为：
mu..(t) + cu.(t) + ku(t) = F(t)
其中：
u.(t) 是质量在时间 (t) 时的速度，它等于 u 相对于时间的一阶导数
注意：在静态算例中，速度和加速度微乎其微，可以忽略不计，而 F 和 u 并非时间的函数。这样，上述方程式将简化为：F=ku。
多自由度 (MDOF) 系统
对于多自由度 (MDOF) 系统，m、c 和 k 会成为矩阵而非单个值，运动方程式将表示为：
，其中
[M]：质量矩阵
[K]：刚度矩阵
[C]：阻尼矩阵
{u(t)}：在时间为 t 时的位移向量（每个节的位移分量）
在时间为 t 时的加速度向量（每个节的加速度分量）
在时间为 t 时的速度向量（每个节的速度分量）
{f(t)}：随时间变化的载荷向量（每个节的力分量）
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