? 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,结果将如下图第一个图形所示。
? 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 和 3 将达到峰值响应,如下图第二个图形所示。
? 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,就将得到如下图所示的曲线,这种曲线称为频谱,并特称为响应谱,如下图第三个图形所示。
? 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。一般分析步骤如下:
- 对于结构的每一个模态,计算在每一个方向上的模态参与系数 g i。 g i 是衡量模态 i 在指定
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 g 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。
- 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用户或所采用的工业标准。
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。
? 下面将讨论单点响应谱分析的步骤,接着将讨论随机振动分析。
? 在下面的讨论中,所用到的术语“谱响应”指的是单点响应谱。
? 为了了解多点响应谱及 DDAM,请参考 ANSYS 结构分析指南。
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