3.2 模态计算常见问题


1.关于模态计算中节点重量集中荷载

在dyninp文件中可以通过JTWGT设置重量集中荷载

也可以通过在模型文件中施加重量荷载。

两种方式是等效的,只是输入的方式不同。
重量荷载的转动惯量在单桩高耸结构中的影响表现最为明显。为了能够考虑到这些重量荷载对模态和自振周期的影响,施加重量荷载的节点自由度需要设置为主自由度,即222000,如果需要考虑转动惯量的影响,则需要将对应节点的所有自由度都设置为主自由度,即222222.
         
2.模态计算结果查看
    
模态计算需要关注的结果通常包含以下内容:
1.荷载校核,通过‘EFFECTIVE WEIGHT’报告,查看结果荷载和所施加的荷载是否基本一致,同时需要校核荷载重心。
2.模态周期的查看,通过’ SACS IV-FREQUENCIES AND GENERALIZED MASS’报告,查看是否存在异常周期值,是否存在相同周期值。
3.参与质量查看,通过’ MASS PARTICIPATION FACTOR REPORT’报告查看所考虑的模态数目的总的参与质量系数是否满足要求。
4.有效荷载检查,通过‘EFFECTIVE WEIGHT‘报告查看有效荷载是否和报告’ EFFECTIVE WEIGHT‘中的荷载接近。
5.模态查看,可以通过报告‘SACS IV MODE SHAPES‘查看模态,但是这种模态查看比较抽象,通常通过psvdb文件Display>Deflected shape options查看具体的模态,包括结构位移方向,形态。
            
3.模态计算中主自由度设置
            
模态计算中需要设置一定数量的主自由度进行模态计算。通常需要考虑将如下自由度设置为主自由度:
1主结构节点在X,Y,Z方向上的3个平动自由度,比如导管架主腿上的节点,甲板主体框架节点,风机塔筒的节点;
2重大荷载或者重量施加单元的节点,或者重大荷载或者重量施加节点,在X,Y,Z方向上的3个平动自由度通常考虑为主自由度;
3当结构容易出现扭转时,需要考虑将扭转自由度设置为主自由度,比如高耸的风机塔筒节点的扭转自由度;
4当重大重量荷载(weight)施加于节点,设置考虑转动惯性半径时,建议将考虑了转动惯性半径的自由度设置为主自由度,同时将其平动自由度考虑为主自由度;
5对于结构中次要结构节点,通常不考虑将其自由度设置为主自由度,因为有可能产生局部振动,从而影响后续响应计算的收敛性。如图1所示:
6质量,以及荷载几乎为零的节点,不考虑将其自由度设置为主自由度。否则有可能会使计算报错。
图1:次要结构产生局部振动