隨機振動分析報告

Alex-dreamer制作PSD：（可以相互傳閱學(xué)習(xí)，但是鄙視那些拿著別人成果隨意買賣！）PSD隨機振動應(yīng)用領(lǐng)域很廣，比如雷達(dá)天線，飛機，橋梁，天平，地面，等等行業(yè)。雖然現(xiàn)在對這方面公開資料很少，但是我相信以后會越來越多，發(fā)展的越來越成熟。學(xué)術(shù)的浪潮總體是向前的，不會因為幾個大牛保密自己的成果就會阻止我們對PSD研究，因此結(jié)合我的經(jīng)驗和愛好，我研究了一下兩種PSD加載分析。我標(biāo)價的原則是含金量大小和花費我的時間以及我的經(jīng)驗值，如果你覺得值，就買；不值就不要下了。因為我始終認(rèn)為：士為知己者死，女為悅己者容。算是互相尊重。如果你得到這份資料，那就祝你好運！Goodluck!-Alex-dreamer(南理工)一：目的：根據(jù)abaqus愛好者提出的PSD隨機振動分析，提出功率譜如何定義及如何加載？如果功率譜是加速度的平方，如何加載？如果在輸入點施加載荷功率譜如何定義？本文將給出詳細(xì)的分析過程。二：隨機振動基本概念1.隨機振動的輸入量和輸出量都是概率統(tǒng)計值，因此存在不確定性。輸入量為PSD（功率譜密度）曲線，分為加速度、速度、位移或者力的PSD曲線；最常見的是加速度PSD，常用語BASEMOTION基礎(chǔ)約束加載。2.隨機振動的響應(yīng)符合正態(tài)分布，PSD實際上是隨機變量的能量分布，也就是在不同頻率上的方差值，反映不同頻率處的振動能量，PSD曲線所圍成的面積是隨機變量總響應(yīng)的方差值；3.RMS為隨機變量的標(biāo)準(zhǔn)方差，將PSD曲線包絡(luò)面積開平方即為RMS。4.隨機振動輸出的位移、應(yīng)力、應(yīng)變等值都是對應(yīng)不同頻率的方差值（即PSD值），量綱為x^2，當(dāng)然也可以輸出這些變量的均方根值（即RMS值）；abaqus6.10以上版本可以直接在場變量里面輸出設(shè)置。見下文。5.如果是單個激勵源，定義為非相關(guān)性分析，如是多個激勵源，則需要定義相關(guān)性參數(shù)。因此出現(xiàn)type=uncorrelated。三：模型簡介：該模型很簡單，是hypermesh中一個雙孔模型。網(wǎng)格劃分在hypermesh中完成，保證了雅克比>0.7以及網(wǎng)格其它質(zhì)量的要求。網(wǎng)格與幾何具有較高的吻合度。方案1（對應(yīng)connect模型）：在上方兩個孔采用全約束方式，且加載的功率譜PSD密度是加速度功率譜，也就是說基于BASE基礎(chǔ)約束，進(jìn)行隨機振動PSD分析。結(jié)果分析底部孔處某節(jié)點的結(jié)果響應(yīng)。方案2（對應(yīng)connect模型）：在底部圓孔施加載荷force類型的功率譜PSD，與前者不同的是，這個不是基礎(chǔ)施加PSD，而上某輸入位置施加PSD。重點和難點見一下詳細(xì)介紹。四：建模和導(dǎo)入在此略去。導(dǎo)入模型；施加約束施加約束Fig1導(dǎo)入網(wǎng)格模型分析布定義以及設(shè)置第一步先進(jìn)行頻率提取分析，這里提取前20階模態(tài)。采用lanczos法。第二步進(jìn)行隨機振動分析布設(shè)置，低頻5Hz開始，高頻2000Hz截至。Damping設(shè)置：開始模態(tài)階數(shù)：1，結(jié)束模態(tài)階數(shù)20，阻尼0.001。Fig2分析布設(shè)置Fig3模態(tài)分析設(shè)置Fig4隨機振動參數(shù)設(shè)置Fig5隨機振動參數(shù)設(shè)置結(jié)果輸出設(shè)置我們關(guān)心均方根應(yīng)力輸出，那么輸出變量是勾選RS即可。其他變量輸出讀者自己選擇。4）歷史變量輸出。假如我們關(guān)心底部某節(jié)點的輸出。Fig6均方根輸出設(shè)置Fig7歷史輸出設(shè)置邊界條件設(shè)置對基礎(chǔ)點進(jìn)行約束，也就是我們施加PSD的位置。Fig8歷史輸出設(shè)置6）如何編輯關(guān)鍵字？Model-EditKeywords---random_force-m*Elastic207000.,0.3*PSD-DEFINITIONPSD定義,NAME=PSD,TYPE=BASEPSD施加類型,G=9.81e3表示重力加速度為單位PSD定義PSD施加類型表示重力加速度為單位0.04PSD實部為0.04g2/Hz,0.0PSD虛部是0,10表示10HzPSD實部為0.04g2/HzPSD虛部是0表示10Hz0.04,0.0,1490.065,0.0,1500.065,0.0,3490.094,0.0,3500.094,0.0,6990.13,0.0,700以下類似以下類似**BOUNDARYCONDITIONS*ModalDamping1,20,0.001*BASEMOTION表示施加位置在模型基礎(chǔ)位置,DOF=2在y方向施加，表示自由度。,LOADcase=1施加類型就是PSD工況表示施加位置在模型基礎(chǔ)位置在y方向施加，表示自由度。施加類型就是PSD工況*correlation,psd=psd,type=uncorrelated只定義了一個PSD曲線，因此是只定義了一個PSD曲線，因此是uncorrelated1,1.**OUTPUTREQUESTS**FIELDOUTPUT:F-Output-2**FIELDOUTPUT:F-Output-2*Output,field*NodeOutputA,AR,U,UR,V,VR*ElementOutput,directions=YESLE,RS均方根輸出設(shè)置,S,VS均方根輸出設(shè)置**HISTORYOUTPUT:H-Output-1*Output,history*NodeOutput,nset=outputA1,A2,A3,AR,AR1,AR2,AR3,RA1RA2,RA3,RAR1,RAR2,RAR3,RU1,RU2,RU3RUR1,RUR2,RUR3,RV1,RV2,RV3,RVR1,RVR2RVR3,U1,U2,U3,UR,UR1,UR2,UR3V1,V2,V3,VR,VR1,VR2,VR3*EndStep6）結(jié)果分析Fig9應(yīng)力輸出Fig10均方根應(yīng)力輸出Fig11加速度響應(yīng)輸出Fig12輸出點加速度響應(yīng)輸出Fig13模態(tài)階數(shù)與頻率關(guān)系輸出方案二：這次采用指定點輸入激勵PSD，來研究模型響應(yīng)。原節(jié)點處固定方式不變，關(guān)鍵字有一定差異，詳見下文。Tip：我這里輸入定義了節(jié)點集，因此引入INPUT命名。分析布同上；輸出點我變了，讀者可以隨意定義。邊界條件同上；關(guān)鍵字編輯（對應(yīng)connect-force模型）：*Elastic207000.,0.3*PSD-DEFINITION,NAME=PSDPSD曲線及名稱定義相同。,TYPE=FORCEPSD類型為force功率譜，注意單位。具體怎么求force功率譜，這個是根據(jù)實驗得到的。如果是時域上的，需要轉(zhuǎn)換到頻域上。只要概念清楚，應(yīng)該不成問題。PSD曲線及名稱定義相同。PSD類型為force功率譜，注意單位。具體怎么求force功率譜，這個是根據(jù)實驗得到的。如果是時域上的，需要轉(zhuǎn)換到頻域上。只要概念清楚，應(yīng)該不成問題。1.04PSD實部,0.0PSD虛部,10頻率PSD實部PSD虛部頻率1.04,0.0,1491.065,0.0,150代表150Hz下PSD實部為1.065，虛部為0代表150Hz下PSD實部為1.065，虛部為01.065,0.0,3491.094,0.0,3501.094,0.0,6991.13,0.0,700**BOUNDARYCONDITIONS*ModalDamping1,20,0.001*correlatio