Модальный анализ в RFEM 6 на практическом примере

Техническая статья из области расчета конструкций и использования программ Dlubal Software

  • База знаний

Техническая статья

Эта статья была переведена Google Translator

Посмотреть исходный текст

Модальный анализ является отправной точкой для динамического анализа конструктивных систем. Его можно использовать для определения значений собственных колебаний, таких как собственные частоты, формы колебаний, модальные массы и эффективные коэффициенты модальных масс. Этот результат уже может быть использован для расчета вибрации, и он может быть использован для дальнейшего динамического анализа (например, нагрузки по спектру реакции).

В RFEM 6 и RSTAB 9 вы можете выполнить модальный анализ, используя надстройку модального анализа как одну из надстроек, доступных для динамического анализа. Возможности этого дополнения обсуждались в предыдущей статье базы знаний под названием «Возможности дополнения модального анализа для RFEM 6» . Эта статья покажет вам практический пример того, как использовать это дополнение для определения значений естественной вибрации железобетонной многоэтажной конструкции.

Практический пример

Вы можете активировать надстройку модального анализа в базовых данных модели. На вкладке « Стандарты II » окна « Базовые данные » можно выбрать стандарт, используемый для динамического анализа, чтобы диалоговые окна ввода динамического анализа автоматически настраивались в соответствии с выбранным стандартом (Изображение 1).

В отличие от RFEM 5, где вас просят предоставить входные данные для модального анализа в соответствующем дополнительном модуле, надстройка модального анализа в RFEM 6 полностью интегрирована в саму программу. Таким образом, пользовательский интерфейс расширяется за счет новых записей в навигаторе, таблицах и диалоговых окнах после активации надстройки и выбора стандарта проектирования.

Таким образом, вы можете инициализировать ввод данных для модального анализа непосредственно в окне загружений и сочетаний . Первым шагом является создание загружения с модальным расчетом в качестве типа расчета (изображение 2) и импорт масс непосредственно из загружений или интересующих сочетаний нагрузок.

Как обсуждалось в предыдущей статье базы знаний под названием «Возможности надстройки модального анализа для RFEM 6» , вы можете создать расчетную ситуацию на основе выбранного расчетного кода и использовать ее для модального расчета, как в комбинации нагрузок, выбранной в Изображение 2. В этом примере комбинации создаются в соответствии со стандартом EN 1990 и национальным приложением Германии (DIN | 2012-08), показанное на рисунке 3. Следовательно, вы можете создать расчетную ситуацию с типом комбинации сейсмических масс, на основе которой программа автоматически сгенерирует комбинацию нагрузок с предварительно установленными коэффициентами комбинации для выбранного стандарта. Эта комбинация нагрузок, по сути, содержит массы, которые будут использоваться для модального анализа (Изображение 4). При импорте масс по умолчанию учитываются компоненты нагрузки в глобальном направлении Z (Изображение 5).

Параметры модального анализа могут быть дополнительно определены в окне « Параметры модального анализа» , где вы можете выбрать метод определения количества форм колебаний (Изображение 6). В этом примере количество наименьших форм колебаний, которые необходимо вычислить, установлено вручную равным 12. Другой вариант - установить максимальную собственную частоту, чтобы формы колебаний определялись автоматически до тех пор, пока не будет достигнута заданная собственная частота.

Метод решения задачи на собственные значения также должен быть выбран из трех доступных в RFEM 6: Ланцоша, корни характеристического полинома и итерация подпространства. С другой стороны, в RSTAB 9 доступны два метода: итерация подпространства и обратная итерация со смещением. Хотя все они подходят для определения точных собственных значений, выбор обусловлен размером рассматриваемой опорной системы. В этом примере метод Ланцоша используется для определения n-наименьших собственных мод и соответствующих собственных значений конструкции. Затем массы определяются как действующие в глобальных направлениях X и Y. Вы также можете рассматривать массы, вращающиеся вокруг глобальных осей X, Y и Z, но, учитывая структуру в этом примере, в этом нет необходимости.

После того, как параметры модального анализа были определены, вы можете начать расчет и получить результаты как в графической, так и в табличной форме. Следовательно, в дополнение к отображению масс (более подробно описанному в статье базы знаний под названием «Возможности надстройки модального анализа для RFEM 6» ), навигатор результатов позволяет вам видеть все формы колебаний конструкций, как показано на рисунке 7.

Собственные частоты соответствующих собственных мод можно найти в навигаторе, а также в таблице результатов , как показано на рисунке 7. Фактически, вкладка Собственная частота в таблице результатов модального анализа предоставляет вам обзор собственных значений, угловых частот, собственных частот и собственных периодов вашей незатухающей системы. Значения получены путем расчета уравнения движения системы с несколькими степенями свободы без затухания с помощью решателя заданных собственных значений. На основе собственных значений λ [1/с 2 ] выводятся угловые частоты ω [рад/с], при условии, что они связаны посредством соотношения λi = ωi 2 . Затем собственная частота f [Гц] получается с учетом того, что f = ω/2π. Наконец, собственный период T [s] может быть вычислен как величина, обратная частоте (то есть T = 1/f).

В таблицах результатов для модального анализа вы также можете отобразить эффективные модальные массы (которые описывают, сколько масс активируется в каждом направлении каждой собственной модой системы), соответствующие коэффициенты модальных масс и коэффициенты участия. Например, если вы хотите провести анализ спектров реакции после этого, вы можете проверить, нужно ли учитывать эффективные модальные коэффициенты массы для расчета спектра реакции в соответствии с требованиями определенного стандарта. Это показано на рисунке 8.

Заключительные замечания

Вы можете использовать надстройку модального анализа для определения значений собственных колебаний конструкций, таких как собственные частоты, формы колебаний, модальные массы и эффективные коэффициенты модальных масс в RFEM 6. Функции надстройки более подробно обсуждаются в предыдущей статье базы знаний под названием «Возможности надстройки модального анализа для RFEM 6» .

В этой статье, с другой стороны, показано, как выполнить модальный анализ в RFEM 6. Таким образом, все, что вам нужно сделать, это создать загружение типа модального расчета, импортировать массы непосредственно из загружений или/или интересующих сочетаний нагрузок и определить параметры расчета. После выполнения расчета вам будут доступны результаты в виде значений собственной частоты, эффективных модальных масс, коэффициентов участия и масс в точках сетки. Этот результат может быть использован в целях проектирования и для дальнейшего динамического анализа в программе (например, загрузка по спектру реакции).

Автор

Irena Kirova, M.Sc.

Irena Kirova, M.Sc.

Маркетинг и поддержка клиентов

Г -жа Кирова отвечает за создание технических статей и оказывает техническую поддержку клиентам Dlubal.

Ключевые слова

Модальный анализ Значения собственной вибрации

Ссылки

Добавить комментарий...

Добавить комментарий...

  • Просмотры 964x
  • Обновления 6. мая 2022

Контакты

Связаться с Dlubal

У вас есть дополнительные вопросы или вам нужен совет? Свяжитесь с нами по телефону, электронной почте, в чате или на форуме, или выполните поиск по странице часто задаваемых вопросов, доступной круглосуточно и без выходных.

+49 9673 9203 0

[email protected]

Онлайн-обучение | Английский

RFEM 6 | Студенты | Основы расчёта деревянных конструкций

Онлайн-обучение 25. ноября 2022 16:00 - 17:00 CET

Онлайн-обучение | Английский

Еврокод 3 | Стальные конструкции по норме DIN EN 1993-1-1

Онлайн-обучение 17. ноября 2022 9:00 - 13:00 CET

Онлайн-обучение | Английский

RFEM 6 | Студенты | Основы расчёта стальных конструкций

Онлайн-обучение 10. ноября 2022 16:00 - 17:00 CET

Онлайн-обучение | Английский

Программа RFEM 6 для студентов | США

Онлайн-обучение 8. ноября 2022 13:00 - 16:00 EDT

Онлайн-обучение | Английский

RFEM 6 | Студенты | Введение в МКЭ

Онлайн-обучение 27. октября 2022 16:00 - 19:00 CEST

Расчет этапов строительства\n в RFEM 6

Расчет этапов строительства в RFEM 6

Webinar 19. октября 2022 14:00 - 15:00 EDT

Расчётные опоры в RFEM 6

Расчётные опоры в RFEM 6

Длительность 1:27 мин

RFEM 6
Зал с арочной кровлей

Основная программа

Программа для расчета конструкций RFEM является основой модульной системы нашего программного обеспечения. Основная программа RFEM 6 используется для определения конструкций, материалов и нагрузок у плоских и пространственных конструктивных систем, состоящих из плит, стен, оболочек и стержней. В ней также можно создавать смешанные системы, такие как элементы тел или контактные элементы.

Цена первой лицензии
4 450,00 EUR
RSTAB 9
программное обеспечение для расчета каркасов и ферм

Основная программа

Программа для расчета и проектирования каркасов и ферм RSTAB 9 содержит тот же набор функций, что и программа для расчёта по МКЭ RFEM, с акцентом на инструментах для расчёта каркасов и ферм. Благодаря простоте использования, она на протяжении многих лет является лучшим выбором для расчёта балочных конструкций из стали, бетона, древесины, алюминия и других материалов.

Цена первой лицензии
2 850,00 EUR
RFEM 6
Модальный анализ

Динамический расчет

In the Modal Analysis add-on, eigenvalues, natural frequencies, and natural periods for member, surface, and solid models can be calculated.

Цена первой лицензии
1 150,00 EUR
RSTAB 9
Модальный анализ

Динамический расчет

В надстройке Modal Analysis можно рассчитать собственные значения, собственные частоты и собственные периоды для моделей стержней, поверхностей и твердых тел.

Цена первой лицензии
1 150,00 EUR