workbench谱分析（精品课件）.ppt

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1、workbench谱分析第一部分响应谱分析单点响应谱分析多点响应谱分析谱分析总论谱分析定义?用来计算结构在包括多种频率的瞬态激励下的响应.激励可能来自地震、飞机噪声、发射起动谱是在频率域中的载荷历程.也可称作为响应谱.谱分析总论Accelerationvs.timeAccelerationspectrum(Gvs.Hz)ElCentroEarthquake(1940)AstructuresubjecttotheElCentroearthquakecanbeanalyzedusingeitheraTransie

2、ntanalysisorspectrumanalysis.谱分析总论是模态分析延伸，用于计算结构对地震及其它随机激励的响应；计算在每个固有频率处的给定谱值的结构最大响应.这个最大响应作为模态的比例因子.将这些最大响应进行组合来给出结构的总的响应.谱分析的替代方法是瞬态分析，二者区别为：瞬态分析很难应用于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，因而费时且昂贵.然而，瞬态分析更加精确.在谱分析中，关键是快速获得最大响应以及其他挂失信息.谱分析总论应用：建筑物框架及桥梁

3、太空船部件飞机部件承受地震或其它不稳定载荷的系统谱分析总论ANSYS可以进行四种类型的谱分析:单点响应谱给模型中一个点集指定一条响应谱曲线。比如对所有支撑点.多点响应谱对不同的点集指定不同的响应谱曲线.动力学设计分析方法(DDAM)是一种用于船用装备抗振性的技术，它所用的谱是从美国　海军研究实验室报告中一系列经验公式和振动设计表得到的.功率谱密度(PSD)**是在随机振动中概率统计的方法.谱分析总论谱的定义谱分析中如何使用响应谱来计算结构的响应参与因子Participationfactor模态系数Mode

4、coefficient模态合并Modecombination谱分析总论谱曲线代表了理想化的结构系统在某激励下的最大响应.响应可以是加速度、速度、位移或力.例如,四个单自由度弹簧质量系统置于振动板上.它们的频率分别是f1,f2,f3,和f4,并且f1

5、应谱曲线.ufufuf谱分析总论谱分析总论响应谱是一系列单自由度系统在给定激励下的最大响应的组合.谱分析输入包括响应谱曲线与激励方向.参与因子对结构的每阶模态，在激励方向的参与因子被计算出来.参与因子是振型和激励方向的函数.这是度量在激励方向一个模态对于结构变形的贡献大小.例如，考虑下图的悬臂梁.如果施加Y方向的激励，那么模态1会有最高的参与因子PF，模态2会有低点的PF.而模态3则参与因子为0.如果是X方向激励，那模态1与2会有0参与因子，而模态3会有较高的参与因子PF.参与因子模态系数模态系数是“缩放因子”

6、，用来和振型相乘来得到最大响应.模态系数Ai是Ai=Sigi*Si是在频率wi的响应谱值gi第i阶模态的参与因子最大模态响应通过下式计算{U}imax=Ai{f}i对于加速度、速度和力谱，有不同的计算公式.模态合并一旦每阶模态的最大响应在给定响应谱下已知，那么就需要以某种方式合并这些响应以得到结构的总的响应.最简单的合并方法就是将所有的最大响应相加但有可能所有的最大模态响应都在同一时间发生.几个标准的合并方法.六种不同的合并方法可以使用:CQC法（完全平方组合法）GRP法（分组法）DSUM法（双和法）SRSS（

7、均方根法）NRLSUM法（美国海军实验室法）PSD法（功率谱密度法）模态合并单点响应谱下面讨论单点响应谱过程主要步骤:建立模型获得模态解转向谱分析定义响应谱求解并查看结果响应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;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（所有的模态分析均计算）；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

8、谱值；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；将单个模态响应{ui}以某种方式进行组合（模态组合方法），计算结构的整体响应；ANSYS有几种模态组合技术（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。提取模态模态的提取：—有效的方法只有BlockLanczos，子空间法或缩减法—提取足够多的模态，以包含频