文档介绍：谐响应分析
谐响应分析的定义和目的
关于谐响应分析的基本术语和概念
谐响应分析在ANSYS中的应用
谐响应分析的实例练****br/>定义和目的
什么是谐响应分析?
确定一个结构在已知频率的正弦(简谐)载荷作用下结构响应的技术。
输入:
已知大小和频率的谐波载荷(力、压力和强迫位移);
同一频率的多种载荷,可以是同相或不同相的。
输出:
每一个自由度上的谐位移,通常和施加的载荷不同相;
其它多种导出量,例如应力和应变等。
定义和目的
谐响应分析用于设计:
旋转设备(如压缩机、发动机、泵、涡轮机械等)的支座、固定装置和部件;
受涡流(流体的漩涡运动)影响的结构,例如涡轮叶片、飞机机翼、桥和塔等。
定义和目的
为什么要作谐响应分析?
确保一个给定的结构能经受住不同频率的各种正弦载荷(例如:以不同速度运行的发动机);
探测共振响应,并在必要时避免其发生(例如:借助于阻尼器来避免共振)。
术语和概念
包含的主题:
运动方程
谐波载荷的本性
复位移
求解方法
通用运动方程:
[F]矩阵和{u}矩阵是简谐的,频率为 w:
谐响应分析的运动方程:
运动方程
运动方程
Fmax = 载荷幅值
I = -1
= 载荷函数的相位角
F1 = 实部, Fmaxcosy
F2 = 虚部, Fmaxsiny
umax= 位移幅值
f = 载荷函数的相位角
u1 = 实部, umaxcosf
u2 = 虚部, umaxsinf
谐波载荷的本性
在已知频率下正弦变化;
相角y允许不同相的多个载荷同时作用, y缺省值为零;
施加的全部载荷都假设是简谐的,包括温度和重力。
实部
虚部

复位移
在下列情况下计算出的位移将是复数
具有阻尼
施加载荷是复数载荷(例如:虚部为非零的载荷)
复位移滞后一个相位角(相对于某一个基准而言)
可以用实部和虚部或振幅和相角的形式来查看
谐响应分析-术语和概念求解方法
求解简谐运动方程的三种方法:
完整法
为缺省方法,是最容易的方法;
使用完整的结构矩阵,且允许非对称矩阵(例如:声学矩阵)。
缩减法*
使用缩减矩阵,比完整法更快;
需要选择主自由度,据主自由度得到近似的[M]矩阵和[C]矩阵。
模态叠加法**
从前面的模态分析中得到各模态;再求乘以系数的各模态之和;
所有求解方法中最快的。