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7.3设计优化分析设计优化分析允许不限数量的设计变量和用户自定义的目标函数、约束和响应方程,除了输入大家所熟知的"分析模型"之外,还需要输入"设计模型"。设计模型是一个用设计变量和结构响应值以数学方式来描述的一个优化问题不仅与分析模型有关,并且也与这个分析模型的结构响应有关。先依用户提供的初始设计开始进行结构分析,获得结构响应(如应力、位移、固有频率等)后,确定设计变量对结构响应的灵敏度,这些灵敏度数据被送入一个数值优化求解过程以得到一个改进了的设计。在这个新设计的基础上,修改分析模型开始一个新的迭代优化循环过程直到满足优化设计要求。MSC.NASTRANV70中设计优化分析允许删除不起作用约束,使优化过程效率提高。MSC.NASTRAN的优化功能几经重大改进并实现了形状优化,成为强大的多物理过程的优化工具。优化涉及多种分析类型如:静力优化、特征值优化、屈曲优化、直接/模态频率优化、气弹和颤振优化、声学(噪声)优化、超单元优化分析等。除此之外,用户还可根据自己的设计要求和优化目标,在软件中方便地写入自编的公式或程序进行优化设计。ROMAX支持轮齿齿向、齿形和对角修形方案评估及优化。杭州MSC软件-dytran

多级超单元分析是MSC.NASTRAN的主要强项之一,适用于所有的分析类型,如线性静力分析、刚体静力分析、正则模态分析、几何和材料非线性分析、响应谱分析、直接特征值、频率响应、瞬态响应分析、模态特征值、频率响应、瞬态响应分析、模态综合分析(混合边界方法和自由边界方法)、设计灵敏度分析、稳态、非稳态、线性、非线性传热分析等。模态综合分析:模态综合分析需要使用超单元,可对每个受到激励作用的超单元分别进行分析,然后把各个结果综合起来从而获得整个结构的完整动态特性。超单元的刚度阵、质量阵和载荷阵可以从经验或计算推导而得出。结构的高阶模态先被截去,而后用静力柔度或刚度数据恢复。该分析对大型复杂的结构显得更有效(需动力学分析模块)。上海机械MSC软件-CAE fatigueROMAX将传动系统设计方案与整车动力性和经济性进行匹配。

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。

ADAMS实时仿真，其它多学科仿真（噪声、流体、离散元…）。杭州MSC软件-dytran

4.7频率响应分析频率响应分析主要用于计算结构在周期振荡载荷作用下对每一个计算频率的动响应。计算结果分实部和虚部两部分。实部**响应的幅度,虚部**响应的相角。(a).直接频率响应分析直接频率响应通过求解整个模型的阻尼耦合方程,得出各频率对于外载荷的响应。该类分析在频域中主要求解二类问题。***类问题是求结构在一个稳定的周期性正弦外力谱的作用下的响应。结构可以具有粘性阻尼和结构阻尼,分析得到复位移、速度、加速度、约束力、单元力和单元应力。这些量可以进行正则化以获得传递函数。第二类问题是求解结构在一个稳态随机载荷作用下的响应。此载荷由它的互功率谱密度所定义。而结构载荷由上面所提到的传递函数来表征。分析得出位移。加速度。约束力或单元应力的自相关系数。该分析也对自功率谱进行积分而获得响应的均方根值。(b)模态频率响应模态频率响应分析和随机响应分析在频域中解决的二类问题与直接频率响应分析解决相同的问题。结构矩阵用忽咯阻尼的实特征值分析进行了压缩,然后用模态坐标建立广义刚度和质量矩阵。该分析的输出类型与直接频率响应分析得到的输出类型相同。杭州MSC软件-dytran

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