谐响应分析探讨

batista

问题一：
      对于谐响应分析，所施加的荷载是正弦规律变化的简谐荷载，比如脉动压力；如果结构同时还承受静荷载，比如静水压力，那么谐响应分析中如何区分哪个是动荷载那个是静荷载？
      是不是先要在静水压力作用下进行静力分析，然后进行有预应力的谐响应分析？

      请高手不吝赐教，万分感谢！

[ 本帖最后由 venture 于 2009-4-15 08:36 编辑 ]

batista

问题二：
      荷载的虚部是不是为了实现不同结点荷载之间的相位差而设置的？
      如果希望在圆弧内壁的结点上施加简谐荷载，下面的施加方法是否正确？

*GET,NNUM,NODE,0,COUNT,,,                     !获取所选结点个数
*GET,NNUMMIN,NODE,0,NUM,MIN,,            !获取所选结点中结点号最小者
*DIM,NODNUM,ARRAY,NNUM                       !建立数组
NODNUM(1)=NNUMMIN                                  !数组元素赋值，使所选结点号全部装入数组
*DO,II,1,NNUM-1
   NODNUM(II+1)=NDNEXT(NODNUM(II))
*ENDDO
*DO,II,1,NNUM                                                   !对所选结点个数循环，逐个结点施加荷载
   NSEL,S, , ,NODNUM(II)                                 
   F,ALL,FX,F0*COS(pi*NY(NODNUM(II))/180),F0*SIN(pi*NY(NODNUM(II))/180)
   F,ALL,FY,F0*SIN(pi*NY(NODNUM(II))/180),F0*COS(pi*NY(NODNUM(II))/180)
*ENDDO

SF命令不能实现实部虚部荷载的施加，所以用了F，以集中荷载的形式施加。

batista

问题三：
      某文献中有这样的结论“低频脉动对结构的位移贡献较大，高频脉动对加速度贡献较大。”
      是否有理论依据哪？

batista

我觉得问题三中给出的结论，似乎不妥，
因为在激励荷载频率与结构自振频率相同时，结构响应最大，
那么就是说，随着荷载频率接近结构自振频率，结构的位移应该随之变大，反之变小，
这是不是与问题三的结论相矛盾呢？

batista

问题四：
      ANSYS后处理可以实现画出某一结点的位移与强制外荷频率的关系曲线，
但是可不可以画出结构某方向位移极值与强制外荷频率的关系曲线哪？
      
      请高手指教啊！

batista

问题三、四已经解决，通过频响曲线可以明显得出问题三中的结论，至于原理还没有弄清楚；
问题四可以通过ANSYS编一段小的命令流，获取不同荷载频率下的结构某方向位移响应极值，
并赋给一数组，再导入Excel或其他软件里，即可画出问题四中想要的曲线！

batista

学习心得：
1、谐响应分析时的所有荷载都认为是简谐荷载；
2、从结构动力学上能够推导出多自由度体系，幅频特性曲线，从而能够说明问题三中结论是正确的。

venture

问题1一般我是这么处理的，但还有没有其他更好的方法还不知道。

batista

谢谢venture！

batista

谐响应分析仍在进行中，对于其计算结果，每一个强制频率都有两个计算结果，
很多资料上也都有说，是指响应的实部和虚部，但其物理意义却并没有说明，
不知各位先行者是否知道这实部和虚部结果分别表示什么实际的物理意义哪！！

batista

突然想到的问题：
对于单自由度体系，在简谐荷载作用下，其位移、速度、加速度之间其实只相差强制频率大小的倍数关系；
那么对于多自由度体系，其自振频率不只一个，是否也存在这样一个倍数关系哪？这个倍数又该如何取值哪？

batista

在论坛这个帖子里：
http://forum.vibunion.com/forum/ ... =%D0%B3%CF%EC%D3%A6
AaronSpark说：加速度＝（2pi×频率HZ）^2×位移
但是我在CNKI里面找了篇相关的论文，它的ANSYS谐响应计算结果中位移和加速度并不存在上述关系！

继续研究中……

batista

为了研究ANSYS谐响应分析结果中实部和虚部的物理含义，
小弟试验了一个悬臂梁的例子，发现：
1、不设置阻尼比和其它阻尼时，结果中虚部全为0；
2、设置阻尼比为0.05时，出现虚部，并且利用POST26列表显示某结点Y方向位移结果时，
显示的也是实部和虚部，利用POST26绘制频响曲线时发现，实际上ANSYS绘制的不是虚部
结果，也不是实部结果，而是两者的平方和再开方，参见下图：


请达者指教啊！

[ 本帖最后由 batista 于 2009-4-14 17:32 编辑 ]

batista

既然ANSYS谐响应分析结果中包含实部和虚部两部分，那么绘制应力或位移图时，
实际上绘制的是实部或虚部的结果，而非实际结果，
通用后处理器POST1提供了工况组合的概念，
可以通过这个办法实现绘制实际结果的应力或位移图！
具体过程验证中……

未尽之处请达者指正！

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问题三：
      某文献中有这样的结论“低频脉动对结构的位移贡献较大，高频脉动对加速度贡献较大。”
      是否有理论依据哪？

原帖由 batista 于 2009-2-27 15:22 发表

                               
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我觉得问题三中给出的结论，似乎不妥，
因为在激励荷载频率与结构自振频率相同时，结构响应最大，
那么就是说，随着荷载频率接近结构自振频率，结构的位移应该随之变大，反之变小，
这是不是与问题三的结论相矛盾 ...

这两种说法是不矛盾的。
因为一般结构的高频很难激发，其主要低频震动为主，因此可以说低频对系统响应的贡献大，高频小。
从系统共振的角度出发，当发在激励接近自振频率时响应增大，反之变小。