響應譜分析
關注創建者：Nextd 創建時間：2019-06-16
響應譜分析的視頻教程
Ansys 結構動態分析-模態/掃頻/隨機振動/響應譜/瞬態
包含模態分析 ，自由模態，固有頻率，振型，發動機零部件避免共振；掃頻/諧響應/頻響分析，動剛度計算，振動臺模擬，阻尼，分貝db，掃描速度db/oct介紹；振動應力分析，疲勞強度分析；隨機振動PSD，振動臺治具/夾具評估；響應譜分析，單點/多點響應譜，地震譜分析; 瞬態分析，各種非線性考慮，時間歷程等。
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ANSYS-WorkBench基礎教程 建筑桁架結構 加速度響應譜分析
對于建筑中的鋼筋桁架結構建模，并對建筑桁架在垂直地震波的加速度響應譜分析，確定桁架結構的變形與應力分布。其中涉及workbench DM建模的一些最基本操作，以及預應力下的模態分析，加速度譜響應分析。
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ABAQUS響應譜分析
當結構為線性系統，并且模型規模大、自由度多、 載荷作用時間長，使用完全的瞬態動力學成本大時，響應譜分析研究在給定載荷下結構的最大響應（不關心最大響應出現的時刻）。
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響應譜分析的實例教程
譜分析技術廣泛用于多質點彈性體系的地震反應分析，它將模態分析結果與一條已知的譜曲線**起來，用于計算模型的位移及應力的一種分析方法。譜曲線可以是各種規范、規程中的標準譜曲線，也可以是直接由自由度彈性體系運動方程直接積分得到的特定加速度對應譜曲線。
響應譜分析可用于估計特定加速度記錄激勵下結構的峰值響應（包括位移和應力），該法是一種近似方法，適于基于設計研究。響應譜分析過程基于模態分析，因此模態分析提取的有效階數必須足以反映系統的動力學特征。
由于各個振型在總的地震效應中的貢獻總是以自振周期最長的基本振型（或稱第一振型）為最大，高階振型的貢獻隨著階數的增高而迅速減小。因此，即使結構體系由大量質點組成，常常也只需要將前幾個振型的地震作用效應進行組合，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,
響應譜分析過程計算量遠低于基于直接積分的動力學分析過程，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進行估計，多用于近似估計結構在隨機荷載及隨時間變化荷載（如地震荷載、風荷載、海洋波浪荷載、噴氣發動機推力荷載）作用下的動力響應。
當結構受到單向激勵作用的情況：ABAQUS程序進行響應譜分析時先計算出各階模態響應及其參與系數，然后在各階模態響應的基礎上，采用不同的組合方法進行疊加，得到結構總體響應。
當結構受到三個方向激勵作用的情況：ABAQUS程序進行響應譜分析時，先計算單個方向各階模態響應分量，組合各階模態響應得到單方向響應，然后對三個方向激勵的響應進行組合，得到總響應。
定義譜曲線時，需要足夠數量的插值點才能定義一個能夠反映實際響應譜特征的譜曲線。ABAQUS中通常采用兩種方式定義譜曲線。
展開 響應譜分析通常是用來估算結構受到動態激勵下的響應峰值。響應譜分析需要提前給定動態的響應譜和模態分析的結果進行峰值的評估計算。以一個簡單的案例演示如何在optistruct中進行響應譜分析，約束結構底部的自由度，按響應譜給定Z向的加速度激勵，估算結構在該響應譜下的響應峰值。
響應譜曲線（加速度vs頻率）
應力分布云圖
位移分布云圖
各自由度方向上的有效質量
具體操作見附件中的模型文件，針對操作上有什么疑問可私信我！
展開 文章發布：上海安世亞太官方訂閱號（搜索：PeraShanghai）
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響應譜分析可以代替時間歷程分析（瞬態動力學分析）來確定結構的承受隨機載荷的最大響應，其為一種頻域分析。工程應用中比較常見的有地震載荷、風載荷、波浪載荷、火箭發動機振動等，具有位移，速度，加速度，力四種類型的響應譜,但Workbench中暫不支持力響應譜的GUI輸入。
Workbench目前不支持將響應譜直接施加到非支撐點，也就是說響應譜必須施加到有約束地方上，但可以通過插入命令流實現施加到非支撐點。
結構中存在兩種響應譜：
單點響應譜即所有施加點上均為同一種響應譜載荷；
多點響應譜即施加點上響應譜不同，即多種響應譜。
兩層框架結構：
本文以簡單兩層框架結構為例，演示如何利用ANSYS-Workbench進行響應譜分析，大致分析流程如下：
Modal模塊建立->定義模態階數->邊界條件建立->求解->拖入Responsespectrum分析模塊到Modal模塊的solu中->響應譜設置->添加響應譜加載數據->求解
模態分析
在Workbench中創建Model分析，這里單位采用m-Kg
定義材料：WB中默認的結構鋼用于柱子，在WB中自帶的材料庫中找到混泥土材料，用于屋面板，如下圖操作，找到混泥土材料（Concrete）,點擊右邊的加號即可添加到分析工程文件中。
展開 譜分析是一種將模態分析結果與一個已知的譜聯系起來，然后計算模型的位移和應力的分析技術，主要用于確定結構在隨機載荷下的動態響應。同時，我們需要注意的是，該類分析僅考慮線性的單元及材料，忽略各種非線性。
譜分析必須要已知結構的振型和固有頻率，因此需要先進行模態分析，當然我們可以考慮材料阻尼的影響。
1. 為什么要使用譜分析技術
在實際工程仿真應用中，工程師可能采用多種分析技術進行模型的求解，比如時域中的瞬態分析。
在瞬態分析中，為了捕捉不斷迭代的載荷，時間步長必須取得足夠小，因而通常很費時。對于瞬態分析，它很難應用于隨機振動的分析。而在譜分析中，我們則可以快速獲得位移、速度、加速度的最大響應，所以我們需要搞清楚什么是響應譜。
2. 什么是響應譜
考慮安裝于振動臺上的四個單自由度彈簧質量系統，它們的頻率分別是f1、f2、f3、f4，而且f1<f2<f3<f4。
如果振動臺以頻率f1 激振并且四個系統的位移響應都被記錄下來，結果將如下圖所示。
現在再增加頻率為f3 的第二種激振并記錄下位移響應，系統1及系統3將達到峰值響應。
如果施加包括幾種頻率的一種綜合激振并僅記錄下峰值響應，就將得到下圖所示的曲線，這種曲線稱為頻譜，即響應譜。
譜曲線代表了理想化結構系統在某激勵下的最大響應，響應可以是速度、加速度、位移或力。
展開 引言
iSolver為一個完全自主的面向工程應用的通用結構有限元軟件，對標Nastran、Ansys、Abaqus設計和實現，具備結構有限元常用分析類型和單元、材料、載荷等基礎算法組件，精度和Abaqus一致。以指示牌模態及響應譜分析為例，演示iSolver的分析流程，并將iSolver和Abaqus及Ansys workbench計算結果進行對比。
2. 有限元模型介紹
指示牌尺寸為1900mm×200mm×4000mm。有限元模型如下圖所示：
有限元模型
采用殼單元進行模擬，圓管和牌面分別采用鋼和鋁兩種材料，厚度為：10mm鋼、6mm鋼、4mm鋁。材料及界面設置如下圖所示：
材料及截面設置
邊界條件為指示牌底部設置固定約束，如下圖所示：
邊界條件
加速度譜設置如下：
3. 結果對比
將相同模型分別通過iSolver、Abaqus和Ansys Workbench進行模態和響應譜分析，并將三者的計算結果進行對比。
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響應譜分析的最新內容
概述：
本案例展示了阻尼器的諧響應分析仿真。通過對比有無粘彈性材料的兩種仿真工況，突出了粘彈性材料在阻尼減振中的作用。通過選擇合適的材料參數，粘彈性阻尼器能夠在高頻載荷范圍內有效抑制變形幅值。
目標：
1、理解諧響應分析的工作流程
2、熟悉在 Ansys Mechanical 中通過命令片段定義粘彈性材料模型
步驟：
1、打開 Ansys Workbench
在工程仿真領域，一個長期困擾科研人員的悖論是：模型越精確，計算越昂貴；計算越昂貴，交互越遲鈍；交互越遲鈍，設計迭代越緩慢。 當COMSOL Multiphysics將深度神經網絡（DNN）、高斯過程（GP）和多項式混沌展開（PCE）三種代理模型深度集成到平臺中時，這一悖論被徹底打破——完整有限元模型（FEM）的"小時級求解"被壓縮為代理模型的"毫秒級響應"，而精度損失被控制在工程可接受范圍內。
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習吊鉤的三維模型處理
2、學習吊鉤響應面分析步的建立
3、學習吊鉤響應面分析的載荷施加
4、學習吊鉤響應面載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 吊鉤響應面分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習石油井架模型的三維模型處理
2、學習地震響應分析相關的分析步的建立
3、學習地震響應分析相關的約束條件的建立
4、學習地震響應分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 石油井架地震響應分析
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習連桿模型的三維模型處理
2、學習諧響應分析相關的分析步的建立
3、學習諧響應分析相關的約束條件的建立
4、學習諧響應分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 連桿諧響應分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件
動力總成懸置系統（Powertrain Mounting System, PMS）是汽車底盤與動力總成（發動機+變速箱）之間的關鍵連接部件，其核心作用是支撐、定位、隔振和限位。它直接決定了整車的NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）性能、駕駛平順性、耐久性及安全性。
使用Optistruct進行動力總成懸置瞬態動力學響應分析是一個復雜但非常重要的工程任務，主要用于評估動力總成及其懸置系統在時變載荷（
、響應譜分析、非線性結構分析、屈曲分析、顯式動力學分析、熱分析、熱電分析和電磁學分析。
當前版本有限元分析支持靜力分析（包括線性，材料非線性，幾何非線性），模態分析（包括結構和聲學模態分析），穩態動力學分析（即諧響應分析，包括模態疊加法和直接法），響應譜分析，瞬態動力學分析。
<p>需求：動態分析（基于模態的瞬態動態響應分析、顯示動態分析等）中結果的響應也是一個動態的過程，不確定哪個時刻的結果是最大值或者最小值，或者說想知道整個響應過程中的最大值、最小值是多少。結果輸出中是不會直接輸出的，只能看到每幀場輸出中的最值，又不可能自己逐幀場輸出結果里去看，然后找到所有幀中的最值，那么Abaqus軟件內如何實現呢？</p><p><br></p><p><span style="background-color
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習底座模型的三維模型處理
2、學習諧響應分析相關的分析步的建立
3、學習諧響應分析相關的約束條件的建立
4、學習諧響應分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 底座諧響應分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件
