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      瞬态动力学分析简介

    2.1谐响应分析简介

    谐响应分析是用来确定线性结构在正弦荷载作用下的稳态响应,目的是计算出在各种频率下的结构响应,并得到响应与频率的关系曲线。谐响应分析能预测结构的持续动力特性,继而验证设计能否成功地克服共振、疲劳,以及其他受迫振动引起的不良影响。谐响应分析用于多种设计,如:旋转设备(如压缩机、发动机、泵、涡轮机械等)的支座、固定装置和部件;受涡流(流体的漩涡运动)影响的结构,例如涡轮叶片、飞机机翼、桥和塔等。

    一般情况下谐响应分析主要采用缩减法(Reduced)、模态叠加法(Mode Superpostion)、完全法(Full)。 

    完全法是默认的方法,也是最容易的使用方法。它采用完整的系数矩阵计算谐响应,不会涉及到质量矩阵的近似,所以不必关心如何选取主自由度或振型。系数矩阵即可以是对称的,也可以是不对称的。完全法也有它的弊端,它的缺点是它的预应力选项不可用,这就会导致计算量比较大。 

    缩减法顾名思义会压缩一部分内容,它的原理是通过采用主自由度和缩减矩阵来压缩问题的大小。主自由度处的位移计算出来后,它的结果可以被增加到原始的完整DOF集上。该方法较完全法优点是可以考虑预应力效果,但是不能施加单元载荷,所有的载荷必须施加在用户自己已经定义完成的主自由度上。 

    模态叠加法通过对模态分析来得到的振型,然后将得到的振形乘以因子并求和来计算结构的响应。对于许多问题,它有它独特的优点,它相比于前两种方法计算量都少。同时该方法可以考虑预应力的效果,允许考虑阻尼。但不能施加非零位移。谐响应分析有它的要求,它只进行线性分析,所有非线性特征会被忽略掉。同时它要求所有载荷必须具有相同的频率。所以说还是具有一定的局限性的。

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