3DEC振动模式计算 (Modes of Vibration)

文摘   科技   2024-10-26 08:51   内蒙古  

1. 引言

3DEC不仅能够模拟结构破坏过程,研究结构的破坏机理,而且能够准确模拟弹性范围内结构的动态响应,即结构在未发生永久变形或破坏时的运动状态,通过计算小振幅振动的固有频率(natural frequencies)和振动模式(modes of vibration),从而可以了解3DEC块体模型在弹性范围内受到动态激励(dynamic excitation)的性能。例如,我们要研究一个岩石边坡在地震作用下的反应,一方面要知道边坡什么时候会发生结构破坏,另一方面也要了解边坡在安全范围内如何摇晃(即弹性响应)。


2. 特征值分析命令

3DEC的block dynamic eigen modes用于计算块体系统中不同模式的自然频率自然振荡模式和周期 (3DEC 动力模拟前传)】和振动模态,在3DEC发展早期,该命令仅适用于刚性块体模型(Rigid Block),但现在也适用于变形块体模型(Deformable Block),基本假设是结构系统处于弹性状态,每个块体具有6个自由度:3个平移自由度以及3个转动自由度。在刚性块体模型中,变形主要来源于节理刚度,通过组装全局刚度矩阵来关联相邻块体之间的作用力和力矩与块体的位移和转动响应。采用对角质量矩阵,每个块体有6个对角项:3个等于块体质量的项 (对应平移)和3个等于坐标方向上转动惯量的项 (对应转动)。应该指出的是,使用坐标方向的转动惯量是一种近似,因为坐标方向上的惯性矩通常不是块体的主惯性矩,这种简化可能会带来一定的计算误差想象一个不规则形状的块体,虽然它在空间中可以任意方向转动,但为了计算简便,我们只考虑它在x、y、z三个方向上的转动,这样虽然不是最准确的,但大大简化了计算过程。


block dynamic eigen命令用于结构动力特性分析【自由场边界与非反射边界的区别】,计算弹性系统的自然频率和振动模态。关键字选项如下:

(1) delete 用于清除之前的计算结果,删除已计算的特征值数据(eigenvalue data);

(2) list 在计算完成后才能使用,列出已计算的特征模态频率(eigenmode frequencies);

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