1、首先用HyperMesh软件建立平板有限元模型,单元类型为壳单元,为其设置材料属性(泊松比、弹性模量、密度),如下图所示,建模不是重点,可以通过各种方法建模,不再详细叙述。如用HyperMesh作为前处理软件,注意通过Prefernces>User Profiles设置相应格式,设置为MSC Nastran或NX Nastran格式,如图所示。注意HyperMesh采用的14.0版本。
2、首先设置分析类型为直接法瞬态响应分析(sol 109)或模态法瞬态响应分析(sol 112)。用HyperMesh软件进行操作,首先打开Analysis主菜单下control cards,接着在自面板下选择sol,选择相应分析类型,sol 109对应“Dir.Transient Response”,sol 112对应“Modal Transient Response”。直接编写Nastran格式求解文件,添加SOL 109或SOL 112语句(直接编写求解文件详细步骤可参考有关教程)。
3、SPCD卡的设置,SPCD卡用来设置强迫运动的输入位置及方向。在Hype筠续师诈rMesh中新建一个Load Collector(为其合理命名,如),不用为其选择类型。通过Analysis主菜单下constraints设置SPCD卡,如图所示。选择nodes选项后,选中平板有限元模型一角(多种方法,如直接在模型上单击选择),这样强迫运动输入位置设置完成。通过设置dof设置方向,本例中平板四角z向输入强迫运动,所以只选中dof3(dof3后面应设置大于0的数,图中给的是0,应当注意,一般设置为1)。load types设置为SPCD,单击creat,设置完成。同理,为其他3个角设置SPCD卡,注意每个SPCD卡需存放在不同Load Collector。如果直接编写Nastran格式求解文件,可添加SPCD语句。
4、TABLED卡设置,TABLED卡用来储存时间历程数据。在HyperMesh中新建一个Load Collector(为其合理命名,如TABLED1),为其选择类型TABLED2(还有其他表格类型,根据需要选择),设置数据点为20,单击Data编辑表格数据,x列为时间数据,y列为激励时间历程数据。最终应为平板四个角输入设置四个表格卡片。如果直接编写求解文件,可添加TABLED语句。
5、TLOAD卡片设置,用来关联SPCD卡片及TABLED卡片生成强迫载荷(广凶及淄靥义上的,包括强迫位移等)。在HyperMesh中新建一个Load Coll髫潋啜缅ector(为其合理命名,如TLOAD1),为其选择类型TLOAD,右击新建的Load Collector,单击card edit,打开详细设置面板。EXCITEID设置为SPCD卡,TYPE可设置为位移、速度、加速度等,图示为DISP即位移强迫输入,TID设置为相应TABLED卡片。步骤3中介绍dof后面数字不能为0,因为强迫输入数值为SPCD卡中dof后面数值与TABLED卡中数值的乘积,如果为0则输入为0。用该方法为平板四角设置四个TLOAD卡。如果直接编写求解文件,可添加TLOAD语句。
6、DLOAD卡片设置,用来关联TLOAD卡,如仿真中只有一个TLOAD卡,则TLOAD卡等价于DLOAD卡,如果有多个TLOAD卡需要用肛舀辨乔DLOAD卡设置。在HyperMesh中创建Load Collector并进行card edit方法同步骤5中TLOAD卡创建方法,打开设置面板。图中下方DLOAD_NU表示TLOAD卡个数,这里设置为4,图中上方S表示DLOAD系数,S(1)表示第一个TLOAD卡系数,L(1)表示第一个TLOAD卡编号,最终平板每个角上强迫输入值还要乘上系数S及S(i),i取1、2、3、4。其他如S(2)、L(2)则对应第二个TLOAD卡,同理设置其他两个TLOAD卡。至此强迫位移设置完毕。如果直接编写求解文件,可添加DLOAD语句。
7、TSTEP卡设置,接下来进行仿真的必要设置,该卡用来设置仿真步长,这里设置为定步长,该步长需小于TABLED卡中最小时间间隔。在HyperMesh中创建Load Collector,设置类型为TSTEP,设置Data.N,N表示仿真步数,DT表示步长,如图表示仿真时间为1秒。如果直接编写求解文件,可添加语句TSTEP。
8、SPC1卡,约束及边界条件的施加。要想顺利进行强迫输入瞬态响应仿真需要设置约束,创建Load Collector,设置类型为SPC1(单点约束),分别约束平板四个节点123自由度,需要创建4个Load Collector。如图所示,Card Image 为SPC1,C表示约束的自由度,Data G打开后可设置约束的节点,同样的方法设置4个SPC1卡。如果直接编写求解文件,可添加语句SPC1。
9、SPCADD卡同步骤6,SPCADD卡用于将多个SPC1卡集成为一个卡,这里不再详细叙述。
10、求解控制条件的设置。在HyperMesh中打开主面板Analysis下control cards,打开GLOBAL_CASE_CONT。DLOAD选择之前设置的DLOAD卡,SPC选择SPCADD卡,TSTEP选择TSTEP卡。
11、求解输出结果参数设置。在HyperMesh中打开主面板Analysis下control cards,分别打开PARAM及GLOABLE_OUTPUT_REQ进行设置,这里一起介绍。PARAM中选择AUTOS,AUTOSPC设置为YES,POST设置为-1,用来自动删除多余约束,设置结果文件格式为op2;GLOABLE_OUTPUT_REQ中设置输出所有节点加速度、位移、应力响应。
12、输出求解文件用HyperMesh输出Nastran格式求解文件,具体步骤如图所示。
13、用Nastran求解器求解这里采用NX Nastran,选择HyperMesh输出的bdf格式文件进行求解。
14、用HyperView读入Nastran计算结果,并将位移响应保存为动画。