超單元分析是求解大型有限元問題一種十分有效的手段,特別是當工程師打算對現有結構件做 局部修改和重分析時。
基本介紹
- 中文名：超單元
- 含義：求解大型有限元的有效的手段
超單元分析主要是通過把整體結構分化成很多小的子部件來進行分析, 即將結構的特徵矩陣(剛度、傳導率、質量、比熱、阻尼等)壓縮成一組主自由度類似於子結構 方法,但較其相比具有更強的功能且更易於使用。 子結構可使問題表達簡單、計算效率提高、計 算機的存儲量降低。超單元分析則在子結構的基礎上增加了重複和鏡像映射和多層子結構功能, 不僅可單獨運算而且可與整體模型混合使用, 結構中的非線性與線性部分分開處理可以減小非 線性問題的規模。 套用超單元工程師僅需對那些所關心的受影響大的超單元部分進行重新計算, 從而使分析過程更經濟、更高效,避免了總體模型的修改和對整個結構的重新計算。MSC.NASTR AN優異的多級超單元分析功能在大型工程項目國際合作中得到了廣泛使用, 如飛機的發動機、 機頭、機身、機翼、垂尾、艙門等在最終裝配出廠前可由不同地區和不同國家分別進行設計和生產, 此間每一項目分包商不但可利用超單元功能獨立進行各種結構分析,而且可通過數據通訊在某一地利用模態綜合技術通過計算機模擬整個飛機的結構特性。
多級超單元分析是MSC.NASTRAN的主要強項之一, 適用於所有的分析類型, 如線性靜力分 析、 剛體靜力分析、 正則模態分析、 幾何和材料非線性分析、 回響譜分析、 直接特徵值、 頻率回響、 瞬態回響分析、 模態特徵值、 頻率回響、 瞬態回響分析、 模態綜合分析(混合邊界方法和自由邊界方法)、設計靈敏度分析、 穩態、 非穩態、 線性、 非線性傳熱分析等。
模態綜合分析: 模態綜合分析需要使用超單元,可對每個受到激勵作用的超單元分別進行分析, 然後把各個 結果綜合起來從而獲得整個結構的完整動態特性。超單元的剛度陣、質量陣和載荷陣可以從經驗或計算推導而得出。結構的高階模態先被截去,而後用靜力柔度或剛度數據恢復。 該分析對大 型複雜的結構顯得更有效(需動力學分析模組)。
