基础知识：谱分析清单

2022-1-26 15:33| 发布者: weixin| 查看: 185| 评论: 0|原作者: weixin|来自: 声振之家公众号

摘要: 频谱是载荷时间历程在频率域上的表示法，在模态分析之后进行谱分析。

1、什么是谱分析？
用于计算结构对多频信息瞬态激励的响应，这些激励可能来源于地震、飞行噪音、飞行过程、导弹发射等。频谱是载荷时间历程在频率域上的表示法，在模态分析之后进行谱分析。计算结构在给定的每个自然频率频谱下的最大响应，这个最大响应是响应系数与振型的乘积。这些最大响应组合在一起就给出了结构的总体响应。

谱分析的一种代替方法就是进行瞬态分析，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，因而费时且昂贵，通常需要花费更多的时间，特别是在要考虑许多零件和载荷条件的情况下，但结果更加准确。谱分析能够快速的找到最大的响应，但忽略了部分信息（相位）。

2、谱分析的应用
  · 核电厂（建筑物与装置）；

  · 航空电子设备（飞行器、导弹）；

  · 航天飞机零件；

  · 飞行器部件；

  · 任何受到地震或其他不稳定载荷的结构或部件；

  · 建筑物框架及桥梁。

3、什么是频谱？
频谱用来描述一个理想化系统激励响应的曲线，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f 1、f 2、f 3及f 4，而且f 1<f 2<f 3<f 4。

4、谱分析的步骤
  · 建模；

  · 获得模态解；

  · 转换成谱分析类型；

  · 定义响应谱；

  · 求解和察看结果。

5、谱分析和瞬态分析的区别
  · 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，一些信息也会丢失（如相位角等）。

6、响应谱计算设置需注意问题
  · 目前程序支持的响应谱类型：位移谱，速度谱，加速度谱；

  · 响应谱激励必须施加到有自由度约束的地方；

  · 因为响应谱是基于模态的计算结果进行计算的，因此在进行响应谱计算之前，需要进行模态计算；

  · 如果用户对结构的应力和应变感兴趣，则需要在进行模态计算时设置输出应力和应变；

  · 响应谱最后的计算结果为结构的最大响应值。

来源：CAE技术联盟微信公众号（ID：caejslm）

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