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7.2设计灵敏度分析设计灵敏度分析是优化设计的重要一环,可成倍地提高优化效率。这一过程通常可计算出结构响应值对于各设计变量的导数,以确定设计变化过程中对结构响应**敏感的部分,帮助设计工程师获得其**关心的灵敏度系数和比较好的设计参数。灵敏度响应量可以是位移、速度、加速度、应力、应变、特征值、屈曲载荷因子、声压、频率等,也可以是各响应量的混合。设计变量可取任何单元的属性如厚度、形状尺寸、面积、二次惯性矩或节点坐标等。在灵敏度分析的基础上,设计优化可以快速地给出比较好的设计变量值。MSC.NASTRANV70中增加的新功能,采用共轭灵敏度分析代替直接的灵敏度分析,使解决诸如几十万个以上自由度,几百个参与频率,并考虑上百个设计变量的多种工况组合的动力响应优化成为现实。Actran是模拟复杂声振耦合系统的专业工具。徐州机电MSC软件-adams

4.3复特征值分析复特征值分析主要用于求解具有阻尼效应的结构特征值和振型,分析过程与实特征值分析类似。此外NASTRAN的复特征值计算还可考虑阻尼、质量及刚度矩阵的非对称性。复特征值抽取方法包括直接复特征值抽取和模态复特征值抽取两种:a).直接复特征值分析通过复特征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,给出正则化的复特征矢量和节点的约束力,及复单元内力和单元应力。主要算法包括elerminated法、Hossen-bery法、新Hossenbery、逆迭代法、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。MSC.NASTRANV70.5版中Lanczos算法在特征向量正交化速度上得到了进一步提高,尤其是在求解百个以上的特征值时,速度较以往提高了30%。b).模态复特征值分析此分析与直接复特征值分析有相同的功能。本分析先忽略阻尼进行实特征值分析,得到模态向量。然后采用广义模态坐标,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,求出复特征值。模态复特征值分析得到输出类型与用直接复特征值分析的得到输出类型相同。

高级循环对称分析很多结构,包括旋转机械乃至太空中的雷达天线,经常是一些由绕某一轴循环有序周期性排列的特定的结构件组成,对于这类结构通常就要用循环对称或称之为旋转对称方法进行结构分析。在分析时*需要选取特定的结构件即可获得整个组件结构的计算结果,减少计算和建模的时间。这部分结构可绕某一轴旋转生成整个结构。循环对称可分二种对称类型,即简单循环对称和循环复合对称。简单旋转对称中,对称结构件没有平面镜像对称面且边界可以有双向弯曲曲面;复合循环对称中,每个对称结构件具有一个平面镜像对称面,且对称结构件之间的边界是平面。循环对称分析通常可解决线性静力、模态、屈曲及频率响应分析等问题。SimufactForming可用作结构设计、方案规划及工艺开发的仿真工具。

5.6非线性单元除几何、材料、边界非线性外,MSC.NASTRAN还提供了具有非线性属性的各类分析单元如非线性阻尼、弹簧、接触单元等。非线性弹簧单元允许用户直接定义载荷位移的非线性关系。非线性分析作为MSC.NASTRAN的主要强项之一,提供了丰富的迭代和运算控制方法,如Newton-Rampson法、改进Newton法、Arc-Length法、Newton和ArcLength混合法、两点积分法、Newmarkβ法及非线性瞬态分析过程的自动时间步调整功能等,与尺寸无关的判别准则可自动调整非平衡力、位移和能量增量,智能系统可自动完成全刚度矩阵更新,或Quasi-Newton更新,或线搜索,或二分载荷增量(依迭代方法)可使CPU**小,用于不同目的的数据恢复和求解。自动重启动功能可在任何一点重启动,包括稳定区和非稳定区。MARC提供先进、通用、隐式非线性有限元技术，具有高性能、线性并行加速比的能力。合肥MSC软件-cradle

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6.8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,即将结构的特征矩阵(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复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。应用超单元工程师*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。MSC.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***使用,如飞机的发动机、机头、机身、机翼、垂尾、舱门等在**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**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。徐州机电MSC软件-adams

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