随机振动分析报告.docx

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随机振动分析报告

Alex-dreamer制作PSD：

（可以相互传阅学习，但是鄙视那些拿着别人成果随意买卖！

）

PSD随机振动应用领域很广，比如雷达天线，飞机，桥梁，天平，地面，等等行业。

虽然现在对这方面公开资料很少，但是我相信以后会越来越多，发展的越来越成熟。

学术的浪潮总体是向前的，不会因为几个大牛保密自己的成果就会阻止我们对PSD研究，因此结合我的经验和爱好，我研究了一下两种PSD加载分析。

我标价的原则是含金量大小和花费我的时间以及我的经验值，如果你觉得值，就买；不值就不要下了。

因为我始终认为：

士为知己者死，女为悦己者容。

算是互相尊重。

如果你得到这份资料，那就祝你好运！

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

**

**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）：

*Elastic

207000.,0.3

*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

**

**BOUNDARYCONDITIONS

**

*ModalDamping

1,20,0.001

*correlation,psd=psd,type=uncorrelated

1,1.

*CLOAD,LOADCASE=1

INPUT,2,1

**

**OUTPUTREQUESTS

**

**

结果分析：

其它输出这里就不详细分析了。