abaqus 頻率響應的案例
模態(tài)頻率響應分析步驟
4．模態(tài)求解完成后，接下來就可以使用模態(tài)的求解結(jié)果進行頻率響應的分析。選擇Analysis菜單，設置Object為：interactive
5. 選者 DBALL文件，如下圖：
6．接下來創(chuàng)建載荷，點擊Create Loading，如下圖。對載荷進行逐項設置
7．再定義結(jié)果輸出。點擊Output Request，在其中定義激勵頻率和節(jié)點以及單元的輸出。
8．定義完成后按Apply求解（Full Run形式），或者生成bdf文件，手動遞交分析。
9．計算完成后，點擊View Result菜單，可讀入結(jié)果，進行后處理，如下圖。在此菜單下的后處理只能畫出各種曲線。
10．如需觀看云圖，可使用讀入xdb文件的方法。菜單：
Analysis -> Access results -> Attach XDB
模態(tài)頻率響應分析步驟.doc
展開 人體固有頻率及對振動的響應
人體固有頻率特性
正常人體的固有頻率為7.5Hz左右（水平方向約3-6Hz，豎直方向約48Hz）。人體各器官的固有頻率為3～17Hz，頭部的固有頻率為8～12Hz，腹部內(nèi)臟的固有頻率為4～6Hz。人體能感知的振動頻率范圍是1～1000Hz，站立的人對4～8Hz的振動最為敏感，躺臥的人對1～2Hz的振動最為敏感。
人體各部位固有頻率參考值（不同體態(tài)會有差異）
正是由于各部位固有頻率比較低的原因，次聲波對人體有很大的破壞作用，因為人體各部分的固有頻率都在次聲波的頻率范圍之內(nèi)。次聲武器就是利用頻率低于20Hz的次聲波與人體發(fā)生共振，使共振的器官或部位發(fā)生位移和變形而造成人體損傷以至死亡的一種武器。有關部門已經(jīng)做出相應規(guī)定：要求手工操作的各類機械頻率必須大于20Hz。
2.人體對振動的反應
人體對振動的敏感程度和工作方式也有很大的關系。如操作者通過他的手施加在工具或者工件上的力的大小和方向，人體暴露在振動中的面積和位置等。當頻率一定時，振動幅度越大對機體的影響越大。振動強度以人體對振動的感受程度來評價。
2.1 人體對振動的生理效應（全身振動）
全身振動生理效應
0~1Hz引起暈車；2-3Hz影響內(nèi)臟器官；4~6Hz傷害脊柱......
2.2 人體對振動的舒適性反應（全身振動）
2.3 人體各部位振動響應
人體坐標定義：胸背-X，左右-Y，頭足-Z。人體Z方向最敏感頻率3-5Hz。
人體Z方向振動傳遞率
參考文獻：
《淺談共振的應用及其危害》
ISO 2631-2010（GB/T 13441）
GB/T 16441
展開 聲功率頻率響應曲線仿真計算
最近有人咨詢我怎么在comsol中仿真揚聲器聲功率的頻率響應曲線。
雖然我之前沒做過。不過摸索了下，很快就弄出來了。
選中輻射出口的面（2維軸對稱時是線）對聲壓平方/（空氣密度*聲速）的表達式進行積分即可。
abs(p)^2/(acpr.rho*acpr.c)
此時輸入的電功率是1W。可以看到常規(guī)的直接輻射揚聲器效率是相當?shù)偷摹?做仿真的時候，一定要有整個物理圖像在頭腦中，再加上一定的數(shù)學基礎。軟件本身的操作是更其次的東西，可以參照軟件help慢慢找。
我之前在公眾號里有寫過一篇文章《仿真分析的思路》，雖然文中沒什么圖，談得也比較抽象。但是我覺得對做仿真的工程師挺重要的。因為好多人就是徘徊在各種軟件技巧中不能自拔。
仿真分析的思路
展開 地震勵振的頻率響應分析
地震勵振的頻率響應分析.part1.rar
地震勵振的頻率響應分析.part2.rar
地震勵振的頻率響應分析.part3.rar
Actran助力汽車全頻率段聲學響應預測與優(yōu)化
軟件優(yōu)勢
基于通用的有限單元和無限單元的建模環(huán)境，具有完備的結(jié)構(gòu)單元庫、材料庫、邊界條件和求解方法
支持頻率自適應網(wǎng)格自動生成
支持并行計算提高仿真效率
支持與上游結(jié)構(gòu)有限元軟件，如Nastran、Abaqus、Ansys等進行鏈式仿真，有序集成多個學科，提高整體仿真的準確性
支持求解高速、強對流區(qū)域的聲傳播、超大規(guī)模聲學域的仿真問題
采用能量分析方法作為有限元分析的補充，擴展振動聲學分析的頻率范圍
結(jié)果后處理功能豐富，包括瀑布圖、階次分析、頻響函數(shù)查看、聲音文件恢復
通過腳本及API編程實現(xiàn)優(yōu)化
典型應用
??新能源電驅(qū)動系統(tǒng)噪聲仿真模擬
針對新能源汽車中變頻電機的電流諧波和電磁諧波引起的高頻電磁噪聲，利用Actran對電機輻射噪聲進行仿真、評估及優(yōu)化，為電驅(qū)動總成聲學性能的提高提供依據(jù)。
??汽車座艙內(nèi)飾降噪優(yōu)化設計
建立汽車內(nèi)飾件彈性多孔材料模型，通過Actran開展車身結(jié)構(gòu)與車內(nèi)聲腔模態(tài)的耦合分析，研究形成車內(nèi)噪聲的結(jié)構(gòu)聲和空氣聲傳遞路徑，優(yōu)化內(nèi)飾聲學包從而降低車內(nèi)噪聲。
展開 結(jié)構(gòu)地震波作用下的頻率響應模擬 ￥400
本案例仿真了一結(jié)構(gòu)在一側(cè)受到低頻振動作用下的頻率響應結(jié)果，如圖1所示。
圖1 仿真結(jié)果
Nastran中穩(wěn)態(tài)分析～頻率響應
直接法和模態(tài)法的主要區(qū)別就是缺少頻率提取卡片 其次模態(tài)法主要采用模態(tài)阻尼 具體見下圖我的筆記
關于模態(tài)分析和頻率響應分析
二、模態(tài)分析和頻率響應分析的概念
模態(tài)分析和頻率響應分析的確是兩個不同的概念。
模態(tài)是結(jié)構(gòu)固有的一種特性，它只與結(jié)構(gòu)的形狀、約束形式、材料特性等有關，而與其他輸入（例如加載）無關。模態(tài)分析主要目的有：了解結(jié)構(gòu)的共振區(qū)域，為結(jié)構(gòu)設計提供一定的指導；對計算模型進行校驗，驗證你做仿真計算的模型是否正確；開展瞬態(tài)分析、譜分析的基礎。
而頻率響應分析則是指結(jié)構(gòu)對一載荷（可以是沖擊載荷，也可能是一頻率在一定范圍內(nèi)的載荷）的響應。頻率響應分析的目的是確定結(jié)構(gòu)上兩點的輸入輸出關系（一般以頻率為橫坐標）。
1、模態(tài)分析亦稱振型分析
指結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的理論分析與實驗分析。目的是確定結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)，如固有頻率、阻尼、振型等。
理論分析采用有限元法。在結(jié)構(gòu)復雜和所劃分的有限單元數(shù)目過多時，采用簡化的方法使有限元模型的自由度減少，或用模態(tài)綜合法，把結(jié)構(gòu)劃分為若干個子結(jié)構(gòu)，先求出子結(jié)構(gòu)的模態(tài)，再進行綜合。
實驗分析是利用模擬實驗設施，激勵結(jié)構(gòu)使其作橫向彎曲振動、縱向振動和扭轉(zhuǎn)振動，通過實時分析儀和計算機進行數(shù)據(jù)采集和處理，測試結(jié)構(gòu)的響應，給出模態(tài)參數(shù)。實驗分析的結(jié)果用于驗證理論計算結(jié)果的精確性，并找出改進分析精度的途徑。廣泛應用于航空、航天器的振動性能分析，以及機器和一些大型建筑(如橋梁)的故障診斷與監(jiān)測。
2、頻率響應分析
Z向上的頻率響應
Y向上的頻率響應
Magnitude響應的振幅
來自CAE技術聯(lián)盟
展開 基于頻率響應的電池包隨機振動仿真
可以看出，在Z向（垂直路面）上，加速度載荷主要集中在10Hz~20Hz頻段，這是因為路面、車架的振動主要是低頻振動，對電池包的激勵頻率一般不高于30Hz。
基于頻率響應法的電池包隨機振動仿真原理是：
（1）進行電池包的頻率響應分析，獲得整個電池包的加速度功率譜激勵和響應之間的傳遞函數(shù)。然后傳遞函數(shù)的平方與加速度功率譜相乘獲得隨機振動的響應。如下:
其中，H（iw）為傳遞函數(shù)；Sout（w）為電池包的響應；Sin（w）為加速度功率譜激勵；
（2）采用均方根應力和應力分布的三區(qū)間法評價隨機振動
一旦確定了隨機振動的響應的譜密度，響應的均方根值就可以根據(jù)下式得出：
可知：響應的譜密度曲線與橫坐標圍城的面積為響應的均方根值。
Steinberg根據(jù)應力的高斯分布將結(jié)構(gòu)的應力水平劃分為三個層次，分別為1σ、2σ、3σ應力。三個應力水平對應發(fā)生的頻率如下表所示。三區(qū)間法假設，所有應力發(fā)生的頻率為99.73%，應力水平高于3σ的頻率為0.27%。
所以，我們仿真后得到的1σ應力擴大3倍得到3σ應力，只要3σ應力低于材料的屈服極限，就認為結(jié)構(gòu)滿足隨機振動要求。
有限元模型的處理
將電池箱箱體三維模型的倒角簡化，抽取箱體鈑金件的中面，導入到HyperMesh 中劃分殼單元。大多數(shù)的電池箱疲勞壽命研究采用質(zhì)量點模擬電池組，這種方法雖然建模簡單、計算量小，但是電池組的傳力路徑和大小嚴重失真，導致頻率響應的誤差很大。
展開 『分享』對平板的直接頻率響應分析
對平板的直接頻率響應分析
本部分描述如何導入一個已有的平板有限元模型、施加邊界條件并對問題進行有限元分析。使用直接法對平板施加頻率可變的單位載荷。在HyperView 和 HyperGraph中進行后處理以顯示變形、模態(tài)形狀和頻率相位輸出特性。
基于radioss/optistruct平板的Lanczos模態(tài)頻率響應分析 ￥10
本案例在radioss或optistruct中操作步驟幾乎完全一致，主要是針對平板進行有限元分析，采用模態(tài)法對平板施加隨頻率變化的單位載荷激勵（本例中激勵的幅值大小固定不變，實際應用中可以是變化的）。在Hyperview中進行后處理可觀察某一頻率下的變形及VonMises應力云圖，在HyperGraph中可以查看需要輸出節(jié)點的模態(tài)響應和頻率-相位曲線。
平板有限元模型（含加載和約束）
頻率為1000Hz平板的VonMises應力云圖
節(jié)點15的頻率響應
節(jié)點17的頻率響應
節(jié)點19的頻率響應
模型文件及詳細操作步驟見附件。
展開 
『分享』對平板進行模態(tài)頻率響應分析
對平板進行模態(tài)頻率響應分析
本部分描述如何導入一個已有的平板有限元模型、施加邊界條件并進行模態(tài)頻率響應分析。使用模態(tài)法對平板施加頻率可變的單位載荷。在HyperView 和 HyperGraph中進行后處理以顯示變形、模態(tài)形狀響應和頻率相位輸出特性。
基于Hypermesh和Nastran的聲固耦合頻率響應分析
模型描述：
外部為長方形鐵盒，如圖1所示。
圖1 結(jié)構(gòu)有限元模型
材料類型為MAT1各向同性材料。材料參數(shù)為：彈性模量2e5Mpa 泊松比0.3
密度7.85-9ton/mm^3
單元類型為shell。
內(nèi)部為空氣，如圖2所示。
圖2 聲腔有限元模型
材料類型為MAT10 流體材料。材料參數(shù)為：密度1.2e-12 ton/mm^3 聲速340000mm/s
單元類型為Psolid，需要注意的是在Psolid的第八域內(nèi)設定為PFLUID表示為流體單元。
另外需要將組成流體單元的節(jié)點的第七域設定為-1，表示組成流體單元的節(jié)點。
（Card Edit-Nodes-Edit進行設定）
展開 基于optistruct模態(tài)頻率響應的電池包隨機振動分析 ￥15
依據(jù)GB/T 31467.3-2015法規(guī)要求,采用OptiStruct軟件以電池箱模型模態(tài)頻率為依據(jù)對電池箱進行PSD隨機振動分析。為避免與汽車振動源共振,重點研究電池箱與激勵源頻率接近的頻率下的PSD隨機振動的響應結(jié)果。利用CAE仿真手段能夠大幅度縮短電池箱的設計周期,優(yōu)化了設計流程。
隨機振動是一種無法用確定的函數(shù)關系式表述的振動形式，處于隨機振動環(huán)境下的零部件的振動加速度幅值、位移幅值、應力幅值等無法預知。汽車受路面激勵而產(chǎn)生的振動、船舶受海浪作用產(chǎn)生的晃動、飛機受氣流的影響產(chǎn)生的擺動都是隨機振動現(xiàn)象。對隨機振動的載荷描述，利用數(shù)學統(tǒng)計的方式，把各個頻段的載荷大小分類，用功率譜密度來統(tǒng)計載荷的信息。
隨機振動分析結(jié)果
本案例以Z向隨機振動為例，其它方向結(jié)合功率譜要求（X/Y）依次類推。 下圖為電池包振動測試國標中Z向的加速度功率譜密度。可以看出，在Z向（垂直路面）上，加速度載荷主要集中在10Hz~20Hz頻段，這是因為路面、車架的振動主要是低頻振動，對電池包的激勵頻率一般不高于30Hz。
功率譜以Z向加載為例：
Z向功率譜/GB/T 31467.3-2015
Steinberg根據(jù)應力的高斯分布將結(jié)構(gòu)的應力水平劃分為三個層次，分別為1σ、2σ、3σ應力。三個應力水平對應發(fā)生的頻率如下表所示。三區(qū)間法假設，所有應力發(fā)生的頻率為99.73%，應力水平高于3σ的頻率為0.27%。
展開 自動控制原理第五章 頻率響應法3
奈氏判據(jù)特點：(1)根據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性判斷閉環(huán)系統(tǒng) 穩(wěn)定性的一種判據(jù),當系統(tǒng)含某些非最小相 位環(huán)節(jié)(如延遲環(huán)節(jié))也能判據(jù)。(2)該判據(jù)可以通過實驗法獲得系統(tǒng)開環(huán)頻率特性 來判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,使用方便。(3)該判據(jù)能指出提高和改善系統(tǒng)動態(tài)性能的途徑 (環(huán)節(jié)類型和參數(shù)變化),因而這種方法在工程上 獲得廣泛的應用
自動控制原理第五章_頻率響應法3.rar
