響應(yīng)譜
關(guān)注創(chuàng)建者：段譽 創(chuàng)建時間：2019-07-20
響應(yīng)譜的視頻教程
Ansys 結(jié)構(gòu)動態(tài)分析-模態(tài)/掃頻/隨機振動/響應(yīng)譜/瞬態(tài)
包含模態(tài)分析 ，自由模態(tài)，固有頻率，振型，發(fā)動機零部件避免共振；掃頻/諧響應(yīng)/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(yīng)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(yīng)譜分析，單點/多點響應(yīng)譜，地震譜分析; 瞬態(tài)分析，各種非線性考慮，時間歷程等。
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ANSYS-WorkBench基礎(chǔ)教程 簡單橋梁 加速度響應(yīng)譜分析
建立 簡單橋梁結(jié)構(gòu)幾何模型，將梁單元與板殼單元耦合，分析橋梁在地震波加速度響應(yīng)譜 作用下的變形與應(yīng)力分布情況。 涉及預(yù)應(yīng)力下的模態(tài)分析，加速度響應(yīng)譜分析。
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Abaqus地震響應(yīng)分析（響應(yīng)譜VS時程分析）
介紹響應(yīng)譜和時程分析各自的特點，以及如何生成設(shè)計反應(yīng)譜； Part2. 通過懸臂柱案例，演示在Abaqus CAE中反應(yīng)譜分析的操作步驟； Part3. 通過實例演示地震時程分析的具體操作，以及后處理查看結(jié)果。 課件中包括： -視頻講解所用課件pdf; -反應(yīng)譜分析/時程分析的INP文件； -自動生成反應(yīng)譜小軟件； -視頻中所用的設(shè)計反應(yīng)譜、地震波的具體數(shù)據(jù)。
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響應(yīng)譜的實例教程
NTS.LAB沖擊響應(yīng)譜功能：
沖擊響應(yīng)譜根據(jù)響應(yīng)峰值取法的不同可以分為三類：
1)初始響應(yīng)譜，簡稱“主譜”； 它是取沖擊作用時間內(nèi)的相應(yīng)峰值求得的沖擊響應(yīng)譜。
2)剩余響應(yīng)譜，簡稱“余譜”； 它是取沖擊激勵結(jié)束后的相應(yīng)峰值做出的沖擊響應(yīng)譜。
3)最大響應(yīng)譜，即主譜及余譜的包絡(luò)譜。
根據(jù)所用的響應(yīng)參數(shù)不同可以分為以下幾類：
1)絕對加速度譜
2)等效加速度譜(也稱相對加速度譜)
3)絕對速度譜
4)等效速度譜(也稱相對速度譜)
5)絕對位移譜
6)相對位移譜
一般常用最大絕對加速度譜和最大相對位移譜，前者多用于規(guī)范沖擊環(huán)境，后者多用于考核沖擊強度及設(shè)計減震裝置。而速度譜則多用于艦船沖擊，對艦船來說沖擊速度與損傷趨勢的相關(guān)性最強。
1.什么是沖擊響應(yīng)譜
沖擊響應(yīng)譜(Shock Response Spectrum, SRS)，又稱“沖擊譜”，用于描述一系列單自由度質(zhì)量阻尼系統(tǒng)受沖擊時各單自由度系統(tǒng)的響應(yīng)最大值與單自由度系統(tǒng)的固有頻率的關(guān)系。一般來說，沖擊響應(yīng)譜是一個動態(tài)系統(tǒng)對給定瞬態(tài)輸入的峰值響應(yīng)與該動態(tài)系統(tǒng)固有頻率之間的函數(shù)關(guān)系圖。下圖所示為一系列單自由度“彈簧-質(zhì)量-阻尼”系統(tǒng)，這些單自由系統(tǒng)具有公共的基礎(chǔ)(基座)。當其公共基礎(chǔ)受到?jīng)_擊激勵時，在笛卡爾坐標系下各單自由度質(zhì)量阻尼系統(tǒng)產(chǎn)生的響應(yīng)峰值與其對應(yīng)固有頻率繪制成坐標曲線，即為沖擊響應(yīng)譜。
SRS計算示意圖
計算沖擊響應(yīng)譜步驟：
A.測試公共基礎(chǔ)的輸入激勵，用于計算沖擊響應(yīng)譜的能量輸入。
B.建立一系列單自由度彈簧-質(zhì)量-阻尼系統(tǒng)，分別將激勵作用在該系統(tǒng)，求解系統(tǒng)的響應(yīng)，其解的形式可為位移、速度、加速度響應(yīng)。
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響應(yīng)譜分析可以代替時間歷程分析（瞬態(tài)動力學分析）來確定結(jié)構(gòu)的承受隨機載荷的最大響應(yīng)，其為一種頻域分析。工程應(yīng)用中比較常見的有地震載荷、風載荷、波浪載荷、火箭發(fā)動機振動等，具有位移，速度，加速度，力四種類型的響應(yīng)譜,但Workbench中暫不支持力響應(yīng)譜的GUI輸入。
Workbench目前不支持將響應(yīng)譜直接施加到非支撐點，也就是說響應(yīng)譜必須施加到有約束地方上，但可以通過插入命令流實現(xiàn)施加到非支撐點。
結(jié)構(gòu)中存在兩種響應(yīng)譜：
單點響應(yīng)譜即所有施加點上均為同一種響應(yīng)譜載荷；
多點響應(yīng)譜即施加點上響應(yīng)譜不同，即多種響應(yīng)譜。
兩層框架結(jié)構(gòu)：
本文以簡單兩層框架結(jié)構(gòu)為例，演示如何利用ANSYS-Workbench進行響應(yīng)譜分析，大致分析流程如下：
Modal模塊建立->定義模態(tài)階數(shù)->邊界條件建立->求解->拖入Responsespectrum分析模塊到Modal模塊的solu中->響應(yīng)譜設(shè)置->添加響應(yīng)譜加載數(shù)據(jù)->求解
模態(tài)分析
在Workbench中創(chuàng)建Model分析，這里單位采用m-Kg
定義材料：WB中默認的結(jié)構(gòu)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。
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沖擊響應(yīng)譜根據(jù)響應(yīng)峰值取法的不同可以分為三類：
初始響應(yīng)譜，簡稱“主譜”；它是取沖擊作用時間內(nèi)的相應(yīng)峰值求得的沖擊響應(yīng)譜。
剩余響應(yīng)譜，簡稱“余譜”；它是取沖擊激勵結(jié)束后的相應(yīng)峰值做出的沖擊響應(yīng)譜。
最大響應(yīng)譜，即主譜及余譜的包絡(luò)譜。
根據(jù)所用的響應(yīng)參數(shù)不同可以分為以下幾類：
絕對加速度譜
等效加速度譜(也稱相對加速度譜)
絕對速度譜
等效速度譜(也稱相對速度譜)
絕對位移譜
相對位移譜
一般常用最大絕對加速度譜和最大相對位移譜，前者多用于規(guī)范沖擊環(huán)境，后者多用于考核沖擊強度及設(shè)計減震裝置。而速度譜則多用于艦船沖擊，對艦船來說沖擊速度與損傷趨勢的相關(guān)性最強。
展開 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(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)的動力學特征。
由于各個振型在總的地震效應(yīng)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(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(yīng)進行估計，多用于近似估計結(jié)構(gòu)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(fā)動機推力荷載）作用下的動力響應(yīng)。
當結(jié)構(gòu)受到單向激勵作用的情況：ABAQUS程序進行響應(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行疊加，得到結(jié)構(gòu)總體響應(yīng)。
當結(jié)構(gòu)受到三個方向激勵作用的情況：ABAQUS程序進行響應(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)進行組合，得到總響應(yīng)。
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。
展開 響應(yīng)譜分析通常是用來估算結(jié)構(gòu)受到動態(tài)激勵下的響應(yīng)峰值。響應(yīng)譜分析需要提前給定動態(tài)的響應(yīng)譜和模態(tài)分析的結(jié)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(yīng)譜分析，約束結(jié)構(gòu)底部的自由度，按響應(yīng)譜給定Z向的加速度激勵，估算結(jié)構(gòu)在該響應(yīng)譜下的響應(yīng)峰值。
響應(yīng)譜曲線（加速度vs頻率）
應(yīng)力分布云圖
位移分布云圖
各自由度方向上的有效質(zhì)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！
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響應(yīng)譜的相關(guān)專題、標簽、搜索
響應(yīng)譜的最新內(nèi)容
在Ansys中，譜密度響應(yīng)通常被稱為響應(yīng)功率譜密度（RPSD）。
圖5 加速度PSD響應(yīng)譜生成
3.3 振動疲勞分析設(shè)置，選擇Vibration on CAE Fatigue，建立三條振動載荷通道，分別是Z、Y及X。
在Vibration on CAE Fatigue模塊設(shè)置中，右鍵點擊Advanced Edit 點Yes；選擇duty cycle，并建立三個方向載荷，并將repeat count改為21h，即75600s。
動力學：模態(tài)、諧波、響應(yīng)譜、隨機振動、柔性和剛性動力學。傳熱（穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)）：求解溫度場和熱通量。允許與溫度相關(guān)的電導(dǎo)率、對流、輻射和材料。靜磁學：執(zhí)行各種磁場分析。電氣：模擬電氣設(shè)備，如電機、螺線管等。為什么選擇 ANSYS Workbench？您將了解什么是有限元分析和有限元方法。您將了解 ANSYS Workbench FEA 數(shù)值工程問題求解器。與 ANSYS 機械接口。
、響應(yīng)譜分析、非線性結(jié)構(gòu)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(tài)分析（包括結(jié)構(gòu)和聲學模態(tài)分析），穩(wěn)態(tài)動力學分析（即諧響應(yīng)分析，包括模態(tài)疊加法和直接法），響應(yīng)譜分析，瞬態(tài)動力學分析。
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、學習房屋模型的三維模型處理
2、學習房屋模型相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學習響應(yīng)譜分析相關(guān)的分析步的建立
4、學習響應(yīng)普分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 房屋響應(yīng)譜分析。
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
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3、學習響應(yīng)譜分析相關(guān)的分析步的建立
4、學習響應(yīng)普分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 房屋響應(yīng)譜分析。
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、學習橋梁模型的三維模型處理
2、學習梁模型相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學習響應(yīng)譜分析相關(guān)的分析步的建立
4、學習響應(yīng)普分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 橋梁響應(yīng)譜分析。
圖8 半正弦波控制
5.5沖擊響應(yīng)譜
圖9 沖擊響應(yīng)譜控制
沖擊響應(yīng)譜是指一系列單自由度質(zhì)量阻尼系統(tǒng)，當其公共基礎(chǔ)受到?jīng)_擊激勵時各單自由度系統(tǒng)產(chǎn)生的響應(yīng)峰值作為單自由度系統(tǒng)固有頻率的函數(shù)繪出的曲線。
NTS.LAB沖擊響應(yīng)譜功能：
沖擊響應(yīng)譜根據(jù)響應(yīng)峰值取法的不同可以分為三類：
1)初始響應(yīng)譜，簡稱“主譜”； 它是取沖擊作用時間內(nèi)的相應(yīng)峰值求得的沖擊響應(yīng)譜。
2)剩余響應(yīng)譜，簡稱“余譜”； 它是取沖擊激勵結(jié)束后的相應(yīng)峰值做出的沖擊響應(yīng)譜。
3)最大響應(yīng)譜，即主譜及余譜的包絡(luò)譜。
