随机振动分析报告Word文档下载推荐.docx
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Goodluck!
-Alex-dreamer(南理工)
一:
目的:
根据abaqus爱好者提出的PSD随机振动分析,提出功率谱如何定义及如何加载?
如果功率谱是加速度的平方,如何加载?
如果在输入点施加载荷功率谱如何定义?
本文将给出详细的分析过程。
二:
随机振动基本概念
1.随机振动的输入量和输出量都是概率统计值,因此存在不确定性。
输入量为PSD(功率谱密度)曲线,分为加速度、速度、位移或者力的PSD曲线;
最常见的是加速度PSD,常用语BASEMOTION基础约束加载。
2.随机振动的响应符合正态分布,PSD实际上是随机变量的能量分布,也就是在不同频率上的方差值,反映不同频率处的振动能量,PSD曲线所围成的面积是随机变量总响应的方差值;
3.RMS为随机变量的标准方差,将PSD曲线包络面积开平方即为RMS。
4.随机振动输出的位移、应力、应变等值都是对应不同频率的方差值(即PSD值),量纲为x^2,当然也可以输出这些变量的均方根值(即RMS值);
abaqus6.10以上版本可以直接在场变量里面输出设置。
见下文。
5.如果是单个激励源,定义为非相关性分析,如是多个激励源,则需要定义相关性参数。
因此出现type=uncorrelated。
三:
模型简介:
1)该模型很简单,是hypermesh中一个双孔模型。
2)网格划分在hypermesh中完成,保证了雅克比>
0.7以及网格其它质量的要求。
网格与几何具有较高的吻合度。
3)方案1(对应connect模型):
在上方两个孔采用全约束方式,且加载的功率谱PSD密度是加速度功率谱,也就是说基于BASE基础约束,进行随机振动PSD分析。
结果分析底部孔处某节点的结果响应。
4)方案2(对应connect模型):
在底部圆孔施加载荷force类型的功率谱PSD,与前者不同的是,这个不是基础施加PSD,而上某输入位置施加PSD。
5)重点和难点见一下详细介绍。
四:
建模和导入在此略去。
1)导入模型;
Fig1导入网格模型
2)分析布定义以及设置
第一步先进行频率提取分析,这里提取前20阶模态。
采用lanczos法。
第二步进行随机振动分析布设置,低频5Hz开始,高频2000Hz截至。
Damping设置:
开始模态阶数:
1,结束模态阶数20,阻尼0.001。
Fig2分析布设置
Fig3模态分析设置
Fig4随机振动参数设置
Fig5随机振动参数设置
3)结果输出设置
我们关心均方根应力输出,那么输出变量是勾选RS即可。
其他变量输出读者自己选择。
4)历史变量输出。
假如我们关心底部某节点的输出。
Fig6均方根输出设置
Fig7历史输出设置
5)边界条件设置
对基础点进行约束,也就是我们施加PSD的位置。
Fig8历史输出设置
6)如何编辑关键字?
Model-EditKeywords---random_force-m
*Elastic
207000.,0.3
*PSD-DEFINITION,NAME=PSD,TYPE=BASE,G=9.81e3
0.04,0.0,10
0.04,0.0,149
0.065,0.0,150
0.065,0.0,349
0.094,0.0,350
0.094,0.0,699
0.13,0.0,700
**
**BOUNDARYCONDITIONS
*ModalDamping
1,20,0.001
*BASEMOTION,DOF=2,LOADcase=1
*correlation,psd=psd,type=uncorrelated
1,1.
**OUTPUTREQUESTS
**FIELDOUTPUT:
F-Output-2
*Output,field
*NodeOutput
A,AR,U,UR,V,VR
*ElementOutput,directions=YES
LE,RS,S,VS
**HISTORYOUTPUT:
H-Output-1
*Output,history
*NodeOutput,nset=output
A1,A2,A3,AR,AR1,AR2,AR3,RA1
RA2,RA3,RAR1,RAR2,RAR3,RU1,RU2,RU3
RUR1,RUR2,RUR3,RV1,RV2,RV3,RVR1,RVR2
RVR3,U1,U2,U3,UR,UR1,UR2,UR3
V1,V2,V3,VR,VR1,VR2,VR3
*EndStep
6)结果分析
Fig9应力输出
Fig10均方根应力输出
Fig11加速度响应输出
Fig12输出点加速度响应输出
Fig13模态阶数与频率关系输出
方案二:
这次采用指定点输入激励PSD,来研究模型响应。
原节点处固定方式不变,关键字有一定差异,详见下文。
Tip:
我这里输入定义了节点集,因此引入INPUT命名。
1)分析布同上;
输出点我变了,读者可以随意定义。
2)边界条件同上;
3)关键字编辑(对应connect-force模型):
*PSD-DEFINITION,NAME=PSD,TYPE=FORCE
1.04,0.0,10
1.04,0.0,149
1.065,0.0,150
1.065,0.0,349
1.094,0.0,350
1.094,0.0,699
1.13,0.0,700
*CLOAD,LOADCASE=1
INPUT,2,1
结果分析:
其它输出这里就不详细分析了。
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