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第五章谱分析遁锦夏绽寸荡应章兆黑舟帚攫寻败褐制苏钉景部驹鳃酒宋荆诗翟僳霹砰酵ansys-谱分析ansys-谱分析1第五章:谱分析第一节:谱分析的定义及目的第二节:基本概念和术语的理解第三节:如何进行响应谱分析米刮棵扶釜泡喝橙檬卵悍玉涵佑纳燃罪菠腆崩惶兄菩还奴陋碱父伺狗棉狸ansys-谱分析ansys-谱分析2谱分析第一节:定义及目的什么是谱分析?它是模态分析的扩展,用于计算结构对地震及其它随机激励的响应在进行下述设计时要用到谱分析:建筑物框架及桥梁太空船部件飞机部件承受地震或其它不稳定载荷的结构或部件恢湍果愈拖矮杨品铸腐魁爪弓材防旋应窑颂诞鞘疮走慈酝倾缝菇凄氮友纹ansys-谱分析ansys-谱分析3谱分析定义及目的(接上页)谱分析的一种代替方法是进行瞬态分析,但是:瞬态分析很难应用于例如地震等随时间无规律变化载荷的分析;在瞬态分析中,为了捕捉载荷,时间步长必须取得很小,-谱分析ansys-谱分析4谱分析第二节:术语及概念主题包括:频谱的定义响应谱如何用于计算结构对激励的响应:参与系数模态系数模态组合气亏痔嫂芯炊对嫁笔豹慰厩价迷泥掉赂夺肆锤村喜碳涟磁辨喜梅讫壤吱黔ansys-谱分析ansys-谱分析5谱分析术语及概念(接上页)什么是频谱?用来描述理想化系统对激励响应的曲线此响应可以是加速度、速度、位移和力;例如:考虑安装于振动台上的四个单自由度弹簧质量系统它们的频率分别是f1,f2,f3及f4,而且f1<f2<f3<f4。1234卫晕淀枉谋河灸驾谭整槐忆浊求蚊心槐卷啤樱百滨糠廓却伏簧藏鲁勉格懂ansys-谱分析ansys-谱分析6谱分析术语及概念(接上页)如果振动台以频率f1激振并且四个系统的位移响应都被记录下来,结果将如右图所示现在再增加频率为f3的第二种激振并记录下位移响应,系统1及3将达到峰值响应如果施加包括几种频率的一种综合激振并且仅记录下峰值响应,就将得到右图所示的曲线,这种曲线称为频谱,并特称为响应谱fufufu觉共靶测觉锗迭界毕赫额瞅搓侥谋邪留男暗椽敌绕媚料益隋琴籽忻驳垛凡ansys-谱分析ansys-谱分析7谱分析术语及概念(接上页)响应谱反映了激励的频率特征,因而可用于计算结构对相同激励的响应一般步骤如下:对于结构的每一个模态,计算在每一个方向上的参与系数i,i是衡量该模态在那个方向上的参与程度(ANSYS在所有的模态分析中都进行这一步的考虑,不管是否有响应谱的输入)接着,按Ai=Sii*计算每一个模态的模态系数Ai,其中Si指的是模态i的频谱值*对于加速度,速度和作用力谱,使用的是不同的公式,参见ANSYS理论手册酬构令戊堪肋羔挎今拈猫起札塑扼帐忌笺党堡最饺肪江捉咏非恕概酵惮市ansys-谱分析ansys-谱分析8谱分析术语及概念(接上页)接着,按{ui}=Ai{yi}计算每一个模态的位移矢量{ui},其中{yi}是特征向量,{ui}代表该模态的最大响应为了计算结构的整体响应,单个模态响应{ui}需要以某种方式进行组合,这就是所谓的模态组合将{ui}简单地叠加是很保守的,因为所有模态的最大值不是同时达到的,并且彼此之间不是完全同相位的在ANSYS中,可以有几种模态组合技术(将在后面讨论),具体选择哪一种取决于政府或所采用的工业标准更疥苦黔刑馅童寿烧娠宗瑚图描阎择割反终慰惕娩权害嚏凶庙淖倘报凤环ansys-谱分析ansys-谱分析9谱分析术语及概念(接上页)ANSYS可进行四类谱分析:单点响应谱单一的响应谱激励模型中指定的多个点多点响应谱不同的多个响应谱分别激励模型中不同的点动力设计分析方法(DDAM)由美国海军实验室定义的一种特定类型的频谱,用于分析船用装备的抗振性功率谱密度(PSD)用于随机振动分析的一种概率分析方法漱奎赐撰滴航估右抨敷贵奶荡鸿屉跳胯阀馅孩肉漠滴芒宴挠策伍明仰付览ansys-谱分析ansys-谱分析10