当前位置:文档之家› 谐响应分析

谐响应分析

今天我们来谈谈一个看似比较“奇怪”的分析类型——谐响应分析。

大多数情况下,谐响应分析通常不“直接”与现实中的工况对应。

对于旋转设备,如汽车的发动机、空调压缩机和飞机的桨叶等,当桨叶高速旋转时,由于结构偏心,会产生一个类似简谐激励的载荷;励频率和转速有关,如果结构的固有频率和激励频率接近,那么此时结构就会发生共振,影响结构的使用,甚至会导致结构破坏。

此外,对于舰载电子设备等,在环境试验中,需要通过扫频试验。

为了解决这些问题,我们需要用到谐响应分析技术。

从分析的角度看,谐响应分析就是做了一堆等幅值正弦激励下的频响分析;实际上,如果允许激励在不同频率下幅值不同,就变为了频域分析。

从试验的角度看,它对应于“扫频振动”;事实上,谐响应分析很大程度上就是为了对标扫频振动试验。

谐响应分析用于确定线性结构在承受随时间按正弦(简谐)规律变化的载荷时的稳态响应,分析过程中只计算结构的稳态受迫振动,不考虑激振开始时的瞬态振动,谐响应分析的目的在于计算出结构在几种频率下的响应值(通常是位移)对频率的曲线,从而使设计人员能预测结构的持续性动力特性,验证设计是否能克服共振、疲劳以及其他受迫振动引起的有害效果。

计算方法
谐响应分析的输入为:(i)已知大小和频率的谐波载荷(力、压力或强迫位移);(ii)同一频率的多种载荷,可以是同相或是不同相的。

谐响应分析的输出为:(i)每一个自由度上的谐位移,通常和施加的载荷不同相;(ii)其他多种导出量,例如应力和应变等。

谐响应分析可采用完全法,缩减法,模态叠加法求解。

当然,视谐响应分析为瞬态动力学分析的特例,将简谐载荷定义为时间历程的载荷函数,采用瞬态动力学分析的全套方法求解也是可以的,但需要花费较长的计算时间。

相关主题