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超单元在SAMCEFRotor软件中的应用实例

【摘要】:SAMCEF Rotor软件中使用的简化模型主要是指超单元,超单元通过简化的刚度、质量、阻尼矩阵和载荷向量描述了子结构。注意GUYAN方法对线性静力问题是准确的,在动力学分析中,和CRAIG与BAMPTON方法一样,它是近似的,并且可以通过使用附加模态来改良。例如,图13-7显示一个外套被分成了四个部分,每一个定子的组分通过超单元来描述。

SAMCEF Rotor软件中使用的简化模型主要是指超单元,超单元通过简化的刚度、质量、阻尼矩阵和载荷向量描述了子结构。如果子结构是转子的一部分,那么就会产生回转和循环力矩阵。

产生这些简化矩阵有很多方法,当前最常用的是GUYAN方法和CRAIG与BAMPTON方法简化方法。第一种方法是第二种方法的特殊情况,CRAIG与BAMPTON方法是部件模态综合方法的一部分,作为模态的两种,组合模态方法被用来产生简化模型。

注意GUYAN方法对线性静力问题是准确的,在动力学分析中,和CRAIG与BAMPTON方法一样,它是近似的,并且可以通过使用附加模态来改良。

当部件模态方法在动力学分析中使用时,每一个子结构的行为都通过两种类型的部件模态的联合来表述:约束模态(静力变形)和子结构的正则振动模态(独动态变形)。这些部件模态由自由子结构的无阻尼动力学方程决定,自由度的分类是通过几个子结构共享的边界自由度,或者是仅考虑子结构的内部自由度来划分的。强迫模态由赋值、每一个边界自由度的单元位移和其他固定的边界自由度来决定。正则模态对应的自由模态是通过固定子结构边界来获得的。

缩减的模型于是描述成两组自由度:边界自由度和内部自由度。物理自由度主要定位于子结构的边界和内部保留模态,下面的关系描述了原始模型和缩减模型的自由度关系:

978-7-111-51157-1-Chapter13-19.jpg(www.chuimin.cn)

其中,qB是边界自由度的向量;qI是内部自由度的向量;ΦC是约束静力模态矩阵;ΦN是正则模态矩阵;p是保留正则模态向量。

当简化的关系适用于势能和动能时,简化的刚度和质量矩阵也就得到了。如果子结构是转子,简化的回转矩阵也用同样的方式建立。

例如,图13-7显示一个外套被分成了四个部分,每一个定子的组分通过超单元来描述。

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图13-7 超单元模型