Pokud čtete tento článek, pravděpodobně vás bude zajímat provedení dynamické analýzy v programu RFEM 6. Pokud jste již s programem obeznámeni, možná víte, že v závislosti na účelu analýzy máte k dispozici několik addonů. V každém případě nelze opomenout addon Modální analýza, který provádí analýzu vlastního kmitání pro prutové, plošné a objemové modely, a je tak nezbytným předpokladem pro všechny ostatní dynamické addony.
Addon lze použít pro stanovení a analýzu parametrů vlastního kmitání, jako jsou vlastní frekvence, vlastní tvary, modální hmoty a faktory účinných modálních hmot. Všechny potřebné vstupní hodnoty se přebírají přímo z programu RFEM/RSTAB. Výsledky z tohoto addonu lze dále použít pro posouzení kmitání a další dynamickou analýzu (např. zatížení pomocí spektra odezvy).
Tento text se zaměřuje na jeden z výše uvedených aspektů; konkrétně stanovení vlastních tvarů. Ukážeme vám, jak lze upravit nastavení pro modální analýzu a jak vybrat mezi různými metodami pro stanovení počtu vlastních tvarů. Pro tento účel použijeme model na obrázku 1.
Nastavení pro modální analýzu
Data pro modální analýzu se zadávají v okně Zatěžovací stavy a kombinace, jak je znázorněno na obrázku 2. Je třeba si uvědomit, že toto je možné pouze tehdy, pokud je v "Základních údajích" předem aktivován addon Modální analýza. Prvním krokem je vytvoření zatěžovacího stavu s typem analýzy Modální analýza a import hmot přímo z požadovaných zatěžovacích stavů nebo kombinací zatížení. Nastavení pro modální analýzu lze dále zadat v okně Nastavení pro modální analýzu. Zde můžete definovat parametry pro matici hmotnosti a metodu vlastních čísel, jak si ukážeme později. V tomto příspěvku si ukážeme rozdíl mezi třemi dostupnými metodami pro stanovení počtu vlastních tvarů, které se mají zohlednit.
Možnost 1: Uživatelsky zadaný počet tvarů pro stanovení
První možností je ručně zadat počet vlastních tvarů pro výpočet (obrázek 3). Počet dostupných vlastních tvarů závisí na stupni volnosti (tzn. na počtu volných hmotných bodů vynásobených počtem směrů, v nichž hmoty působí). V programu je možné definovat až 9 999 vlastních tvarů. V tomto příkladu se počet nejmenších vlastních tvarů pro výpočet ručně nastaví na 12. Tímto způsobem se vypočítají parametry vlastních tvarů pro 12 vlastních tvarů a výsledky se zobrazí, jak je znázorněno na obrázku 4. V navigátoru Výsledky lze procházet jednotlivé režimy.
Možnost 2: Automatické stanovení počtu tvarů pro dosažení součinitelů účinných modálních hmot
Program nyní může automaticky stanovit, kolik vlastních čísel je třeba vypočítat, aby se dosáhlo určité hodnoty součinitele účinných modálních hmot. Tuto hodnotu lze uživatelsky upravit v nastavení, jak je znázorněno na obrázku 5. V tomto příkladu je hodnota nastavena na 90%. Je ovšem třeba si uvědomit, že tato možnost je k dispozici pouze v kombinaci s metodou „Kořen charakteristického polynomu“ pro řešení úlohy vlastních čísel.
Program tak počítá všechna vlastní čísla, dokud procento účinných modálních hmot v obou vodorovných směrech (tj. ve směru X a Y) není větší než 90% (neboli hodnota, která byla nastavena pro účinný modální součinitel hmotnosti) celkové hmotnosti. V tomto příkladu je v tabulce Výsledky na obrázku 6 vidět, že pro splnění tohoto požadavku je zapotřebí 10 tvarů. Pokud zkontrolujeme součinitele účinných modálních hmot, zjistíme, že součtyfmeX afmeY jsou větší než 90%.
Možnost 3: Automatické stanovení počtu tvarů pro dosažení maximální vlastní frekvence
Třetí možností pro stanovení počtu zohledněných tvarů je "Automaticky, pro dosažení maximální vlastní frekvence" (obrázek 7). Compared to the previous option, where you were asked to enter a value for the effective modal mass factor, you can now enter a value for the maximum natural frequency to be reached. Podobně jako u druhé možnosti program stanoví tolik tvarů, kolik je třeba, dokud není dosaženo zadané vlastní frekvence (obrázek 8).
Závěrečná slova
Pro stanovení počtu tvarů v modální analýze jsou k dispozici tři metody. Prvním je ruční zadání počtu vlastních tvarů, které se mají vypočítat. Vezměte prosím na vědomí, že toto číslo byste měli stanovit opatrně. Za tímto účelem je užitečné nejdříve analyzovat nejmenší vlastní tvary modelu a odhadnout význam každého vlastního tvaru pomocí součinitelů účinných modálních hmot. Na rozdíl od této možnosti umožňuje druhá a třetí možnost nechat program automaticky stanovit počet vlastních tvarů, které se mají zohlednit, na základě určitých hodnot parametrů, kterých má být dosaženo. Jednou z možností je zadat hodnotu součinitele účinných modálních hmot a druhou možností je zadat hodnotu pro maximální vlastní frekvenci, které má být dosaženo. V obou případech program počítá všechna vlastní čísla až do dosažení zadané hodnoty (součinitele efektivní modální hmoty nebo maximální vlastní frekvence, v závislosti na zvolené možnosti).
982x
188x
