Strand7求解器 --Strand7 线性静力求解器

求解器介绍

Strand7求解器从主菜单栏的求解选项运行。

 

所有基本求解器的选项都在一个常用的对话框中设置，对话框中的选项内容对应不同的求解器是不同的。

 

高级用户以通过修改缺省栏参数来改变求解器设置。

 

求解器: 线性静力

Strand7 线性静力求解器

 

在所有求解器中，线性静力求解器的应用最为广泛。使用线性静力求解器时，假定所分析结构性质是线性的并承受静力荷载。

如果认为一个受载结构的反应是线性的，则结构的所有材料的力学性质都必须满足虎克定律。也就是说模型中材料的变形与其承受的力成线性比例，并且当荷载消失时，材料恢复其原有的状态。另外，变形是小变形结构变形后的几何尺寸与变形前的几何尺寸没有什么明显的不同。基于这两个基本的假定条件，求解器能任意地进行荷载组合，以考虑更复杂的荷载条件。荷载被视为是静态的，它的大小和方向不随时间的变化而变化。当分析处于静力荷载条件下的结构时不考虑惯性和阻尼的影响。

线性静力求解器按下列步骤运行：

• 计算并组装单元刚度矩阵、单元等效节点力向量和总体节点力向量。在刚度计算中， 根据用户指定的温度工况来考虑温度的影响。根据设定的选项来决定以一致方式还是集中方式形成单元等效荷载向量。 

• 在单元组装后可得到以下线性平衡关系：

式中：

整体刚度矩阵

待定节点位移向量

整体节点荷载向量

• 求解平衡方程式得到未知节点位移值。

• 根据要求计算单元应变、单元应力、应力合力和应变能量密度。

 

注释

由于结构刚度矩阵与外加荷载无关，在同一求解过程中可以考虑多种荷载工况。一次运行求解器可得到所有荷载工况下的位移值和其它结果。

如果需要求解不同荷载工况任意组合下的结构反应，后处理器能够根据荷载的组合对已解的相应结果进行组合而无需重新运行求解器。

 

求解器: 固有频率

Strand7 固有频率求解器

固有频率求解器用来计算结构无阻尼时的振动频率（自然频率或自由振动频率）及相应的振型。固有频率分析问题表现为以下特征值问题：

式中，

总体刚度矩阵

总体质量矩阵

振型向量

固有频率 (弧度/秒)

Strand7的固有频率求解器按下列步骤运行：

• 计算并组装单元刚度和质量矩阵以得到总体刚度和质量矩阵。计算刚度矩阵时，按用户指定的温度工况考虑温度的影响。在求解器选项设置中可以选择使用一致或集中质量矩阵。程序生成单元刚度矩阵时考虑初始应变、初始应力等的初始值影响。 

如果初始值来自非线性解，刚度和质量矩阵的计算将基于当前材料状态和几何位形。更准确地来说，非线性弹性材料用当前材料变形模量；塑性材料计算用初始变形模量；如果在初始值中考虑了结构的几何非线性，则使用当前几何位形。

• 如果指定了频率偏移，则修正刚度矩阵。频率偏移的指定是为了确保求得期望值附近的频率和振型。

• 使用子空间迭代法求特征值。

 

注释

为了帮助用户更好地了解结构在各阶振型下行为，固有频率求解器可计算单元的应力和应变。通过图形显示，用户可以容易的看到分布情况，此时应注意只有相对大小才有意义。

利用频率偏移可以排除低阶振型而求得高阶振型。频率偏移的一个特别用途是求解无约束结构的振型。例如当求解器检测到了刚体运动，将会自动施加频率偏移-1.0赫玆并给出相关信息。斯图姆(Sturm)序列检查是一个检查子空间迭代结果的一个很有效的方法，用以保征不遗失特征值。