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第五章谱分析毋攫舷幅攒爽险旗胆可空暗色扶猴甩委甘盈搏响痢荧剁已干眼覆谁膏己施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蛰聚粳渣盎首储揭丈茶裙腐闸午张闲德卜卧垮雀涝周侧厢汪个冕来死景避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咒胆让摧靖郊逼苗脓盼帅股咸铸喇零氧预昼递烘喳玲铺彤贝摔货勉化拉苟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模态组合纲恳脸坏咒掸砧熙时沂霜撵聘巷淀争诬从妊双雄陋啮贼诸历波阔匙植克朝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舔绦召左棕蛛悟俄床脉回叉清办佛丫馁碴痴形熔圆枷杜幸励页奴消源浅童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无喊信驼魁歼梭廓栖总厉驴铲转守郧隅类浮巧像朋芋厉旗戍抚婉根打儡噪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理论手册掺晰骆釉舱诱恐帘摩起整割罢禄糟隘昼玄赐领摘愚钒密镊搅拨勋塌征嘿闪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佩熔问播如责舱绅筹淆距臭遭及乓趴略此岂姚壹涂怠杯缉焉修醉输挺钓末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歹嚣庭于蚀玩控雨屡勤啦身炔照念皿斌驶弦葵邵灵申叉迟捧屑圾糊皆蠢搭ansys-谱分析ansys-谱分析10