文档介绍：随机振动分析
随机振动分析
1、随机振动分析简介
-随机振动分析是另外一种谱分析的方法；
-随机振动分析的目的是为确定结构的一些统计性的结构响应，
通常是得到结构的标准方差（1西格玛）的位移，力和应力值。
-1西格玛的计算结果可以用来计算结构的随机振动疲劳寿命。
随机振动分析
1、随机振动分析简介
下面两幅图给出结构的正弦振动（强迫和自由）
-下面的振动曲线是输入的振动载荷是一个固定的频率
更加一般的振动载荷时随机振动，这种振动是在同一时间点以不同的频率进行振动
随机振动分析
1、随机振动分析简介
实际工程中存在很多随机振动问题：
-生产线上的零部件；
-汽车在路面行驶的振动；
-飞机起飞或降落过程；
-发射过程中航天器.
这些随机振动过程在时间范围内包括所有频率信息
这些频率对应的振动幅值于时间具有随机分布的规律
-因此，我们需要找到一种方式来对随机振动激励进行描述和分类。
随机振动分析
1、随机振动分析简介
如果随机振动过程，其振动幅值是常量变化的，那我们如何对随机振动激励进行评估和描述呢？
关键点：随机振动过程中，在给定的频率范围内，虽然其激励的幅值还是发生变化，但是对于这个过程，幅值的平均值趋向于一个相对稳定的常量。
-基于这个特点，我们就比较容易的描述随机振动激励的主要特征了。
随机振动分析
1、随机振动分析简介
（1）采用功率谱密封的方法可以描述随机振动激励的统计特征
因此进行随机振动计算时可以输入PSD幅值与频率的关系曲线，来表征随机振动的这个统计性特征；
（2）PSD谱值支持多种设计谱；
（3）ANSYS没有提供产生PSD谱值的工具，但是有必要让软件的操作者熟悉其转换过程。
随机振动分析
2、功率谱密度（PSD）
把随机振动过程中包括的总频率分解为若干个频率范围（频率箱子）
-this can be done using bandbass filters ；
-real analyzers typically have hundreds of bins
随机振动分析
2、功率谱密度（PSD）
随机振动分析
2、功率谱密度（PSD）
如果使用的频率带宽越大，则获得的激励信号的平均值和均方值就越大。
-因此需要建立一个统一的标准来考虑不同频率带宽的差异性；
-工程中，一般使用激励的均方值与频率带宽的比值来评估，即
PSD=(均方)/(f1-f2)；
从上式可以得出，PSD的单位为units2/Hz ；
对于结构振动，常用的单位：
-加速度随机激励 (mm/s2)2/Hz或G2/Hz；
-速度随机激励 (mm/s)2/Hz
-位移随机激励 (mm)2/Hz
随机振动分析
2、功率谱密度（PSD）
PSD被描述为带宽频率的函数；
每一个带宽的取其中心位置的频率值。
使用一条包络线来描述整个变化过程。
在实际使用中一般将其转好为双对数坐标系进行描述
虽然整个过程是随机的，但是PSD曲线只有限的遵守其随机性。
随机振动分析