簡述沖擊響應(yīng)譜分析

譜分析技術(shù)廣泛用于多質(zhì)點彈性體系的地震反應(yīng)分析,它將模態(tài)分析結(jié)果與一條已知的譜曲線**起來,用于計算模型的位移及應(yīng)力的一種分析方法。譜曲線可以是各種規(guī)范、規(guī)程中的標(biāo)準(zhǔn)譜曲線,也可以是直接由自由度彈性體系運(yùn)動方程直接積分得到的特定加速度對應(yīng)譜曲線。


響應(yīng)譜分析可用于估計特定加速度記錄激勵下結(jié)構(gòu)的峰值響應(yīng)(包括位移和應(yīng)力),該法是一種近似方法,適于基于設(shè)計研究。響應(yīng)譜分析過程基于模態(tài)分析,因此模態(tài)分析提取的有效階數(shù)必須足以反映系統(tǒng)的動力學(xué)特征。


由于各個振型在總的地震效應(yīng)中的貢獻(xiàn)總是以自振周期最長的基本振型(或稱第一振型)為最大,高階振型的貢獻(xiàn)隨著階數(shù)的增高而迅速減小。因此,即使結(jié)構(gòu)體系由大量質(zhì)點組成,常常也只需要將前幾個振型的地震作用效應(yīng)進(jìn)行組合,就可以得到精確度較高的近似解,從而大大減小了計算工作量,


響應(yīng)譜分析過程計算量遠(yuǎn)低于基于直接積分的動力學(xué)分析過程,但是譜分析過程只能對體系在特定譜曲線作用下峰值響應(yīng)進(jìn)行估計,多用于近似估計結(jié)構(gòu)在隨機(jī)荷載及隨時間變化荷載(如地震荷載、風(fēng)荷載、海洋波浪荷載、噴氣發(fā)動機(jī)推力荷載)作用下的動力響應(yīng)。


圖像 3.gif


當(dāng)結(jié)構(gòu)受到單向激勵作用的情況:ABAQUS程序進(jìn)行響應(yīng)譜分析時先計算出各階模態(tài)響應(yīng)及其參與系數(shù),然后在各階模態(tài)響應(yīng)的基礎(chǔ)上,采用不同的組合方法進(jìn)行疊加,得到結(jié)構(gòu)總體響應(yīng)。
當(dāng)結(jié)構(gòu)受到三個方向激勵作用的情況:ABAQUS程序進(jìn)行響應(yīng)譜分析時,先計算單個方向各階模態(tài)響應(yīng)分量,組合各階模態(tài)響應(yīng)得到單方向響應(yīng),然后對三個方向激勵的響應(yīng)進(jìn)行組合,得到總響應(yīng)。

圖像 4.gif


定義譜曲線時,需要足夠數(shù)量的插值點才能定義一個能夠反映實際響應(yīng)譜特征的譜曲線。ABAQUS中通常采用兩種方式定義譜曲線。一種方式就是直接在*SPECTRUM命令行數(shù)據(jù)塊中輸入譜曲線插值點數(shù)據(jù);另一種則利用*SPECTRUM命令中INPUT選項,調(diào)用用戶譜曲線數(shù)據(jù)文件。
響應(yīng)譜分析基本過程大致可以分為如下四個部分:
1.建立模型;
2.模態(tài)分析;
3.譜分析;
4.觀察結(jié)果。


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