一致质量和集中质量,以abaqus和opensees为例
在《一致质量法和集中质量法的比较分析》,刘相,辽东学院学报,2010,17(3):207-210,220中,针对梁单元,用集中质量法和一致质量法计算模态,做出如下结论
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有限元法分析低阶自振频率的精度高于高阶频率。
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一致质量法给出的自振频率高于实际值,而集中质量法给出的自振频率低于精确解。
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在采用数目相同的有限单元的情况下,一致质量法的结果优于集中质量法,但由于一致质量法的动力自由度比集中质量法多一倍,所以一致质量法要花费更多的时间来解决特征值问题
abaqus中可采用一致质量(通过材料密度定义质量)和集中质量(通过mass单元定义质量)
在abaqus中可将材料密度设定为0,换用质量单元的方式来对opensees集中质量模型进行近似,但针对某些问题可能会出现意想不到的问题
opensees主要采用节点集中质量(mass命令),某些单元可以通过在单元定义最后加上 density,-cmass 构建一致质量,但无法进行时程分析
举例:在abaqus软件中,悬臂梁质量为m,采用一致质量时密度取为 m/V,而采用集中质量则自由端质量应为m/2