加速度傳遞函數(shù)分析
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-08-16
加速度傳遞函數(shù)分析的視頻教程
Hypermesh+optistruct_TB_VTF 振動(dòng)傳遞函數(shù)分析
TB_VTF 振動(dòng)傳遞函數(shù)分析 在整車(chē)開(kāi)發(fā)中，車(chē)身設(shè)計(jì)成為整車(chē)NVH性能開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。主機(jī)廠(chǎng)通過(guò)CAE分析手段，控制車(chē)身及子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模態(tài)、振動(dòng)傳遞函數(shù)（VTF）以及車(chē)身-底盤(pán)接附點(diǎn)導(dǎo)納等驅(qū)動(dòng)車(chē)身設(shè)計(jì)。
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雙質(zhì)量系統(tǒng)二自由度動(dòng)力學(xué)建模及傳遞函數(shù)幅頻特性分析
主要講解了1/4懸架二自由度動(dòng)力學(xué)方程如何推導(dǎo)，如何用matlab代碼書(shū)寫(xiě)方程以及如何求解車(chē)身位移與路面激勵(lì)的傳遞函數(shù)、幅頻特性曲線(xiàn)。保姆級(jí)教學(xué)了。。。隨后還會(huì)上傳狀態(tài)方程法建模以及Simulink的方法建模的方式。希望為大家學(xué)習(xí)提供幫助，如有不足，懇請(qǐng)指正啦
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ANSYS-WorkBench基礎(chǔ)教程 簡(jiǎn)單橋梁 加速度響應(yīng)譜分析
建立 簡(jiǎn)單橋梁結(jié)構(gòu)幾何模型，將梁?jiǎn)卧c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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加速度傳遞函數(shù)分析的實(shí)例教程
圖8 輸出節(jié)點(diǎn)集示意
4) 單擊Create history output為節(jié)點(diǎn)集“OUTPUT”創(chuàng)建豎向加速度“A3”歷史輸出見(jiàn)圖9。
鋼板橋的隨機(jī)激勵(lì)是沿整體3軸作用的基本運(yùn)動(dòng)PSD加速度。兩端支座都固定在大地剛體上，實(shí)際激勵(lì)是人行荷載。本例的分析目標(biāo)是提取支座固定點(diǎn)與橋面板中點(diǎn)之間的加速度傳遞函數(shù)。橋面板中間點(diǎn)是橋面中敏感位置之一，因此在支座處施加隨機(jī)激勵(lì)可以認(rèn)為是橋體振動(dòng)舒適度的一種簡(jiǎn)化分析。
5) 定義PSD激勵(lì)譜曲線(xiàn)，單擊菜單欄tools下的amplitude選項(xiàng)，單擊Create創(chuàng)建名為PSD的類(lèi)型為PSD Definition 幅值曲線(xiàn)，設(shè)置單位為重力加速度，參考值設(shè)置為9.8（本例模型長(zhǎng)度單位是m），分析頻率段（1-150Hz）幅值均為1（無(wú)實(shí)際對(duì)應(yīng)，僅方便后期結(jié)果處理），見(jiàn)圖10。
3.邊界設(shè)置
1) 對(duì)于第一分析步（頻率分析）設(shè)置兩邊支座為全自由度固定。
2) 對(duì)于第二分析步（隨機(jī)響應(yīng)分析）設(shè)置加速度激勵(lì)（類(lèi)型為acceleration base motion），將支座固定點(diǎn)在豎直方向的自由度激活，并選擇PSD曲線(xiàn)并設(shè)置幅值放大參數(shù)，見(jiàn)圖11。
圖11 底座加速度激勵(lì)
4.創(chuàng)建并提交分析計(jì)算任務(wù)
此步與常規(guī)相同，不在贅述。
5.ODB后處理
本例編寫(xiě)了提取關(guān)注點(diǎn)與激勵(lì)點(diǎn)之間加速度傳遞函數(shù)的plug-ins插件，插件布局和對(duì)應(yīng)的pyhton腳本見(jiàn)圖12，運(yùn)行該插件提取的加速度傳遞曲線(xiàn)見(jiàn)圖13。
圖12 plug-ins插件布局和腳本
圖13 plug-ins插件執(zhí)行選項(xiàng)卡和提取曲線(xiàn)的加速度傳遞函數(shù)
三、結(jié)論
本例對(duì)人行鋼板橋進(jìn)行頻率分析和隨機(jī)響應(yīng)分析，從第一分析步（頻率分析）的計(jì)算文件（*.dat）可以提取結(jié)構(gòu)各階自振頻率和方向參與系數(shù)，見(jiàn)表1。
展開(kāi) 一、為什么要在復(fù)域?qū)TI系統(tǒng)進(jìn)行分析：傳遞函數(shù)的定義
工程中遇到的大部分系統(tǒng)都是LTI系統(tǒng)，一個(gè)LTI系統(tǒng)對(duì)應(yīng)著一個(gè)線(xiàn)性常系數(shù)微分方程。對(duì)于這樣一個(gè)系統(tǒng)，我們通常需要研究其在特定輸入作用下的輸出性質(zhì)，其實(shí)就是研究常微分方程的解的特點(diǎn)。然而，盡管可以通過(guò)卷積計(jì)算求出一個(gè)LTI系統(tǒng)的零狀態(tài)解，即：系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)等于系統(tǒng)輸入與系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的卷積，見(jiàn)：
數(shù)峰青，公眾號(hào)：數(shù)峰青
單位脈沖函數(shù)及卷積（杜哈梅積分）——從常微分方程的解出發(fā)理解
然而，要通過(guò)卷積公式計(jì)算系統(tǒng)響應(yīng)仍然是比較費(fèi)勁的事兒。另外，在這樣的方法中，我們也對(duì)如何改變、優(yōu)化系統(tǒng)無(wú)從下手。
借助于拉普拉斯變換這個(gè)強(qiáng)有力的工具，對(duì)信號(hào)和系統(tǒng)的研究就變得容易起來(lái)。拉氏變換的特點(diǎn)是，可以將常微分方程中的微積分環(huán)節(jié)變?yōu)閺?fù)數(shù)域的代數(shù)環(huán)節(jié)（分式的加減乘除），所以在復(fù)數(shù)域來(lái)理解、研究微分方程就簡(jiǎn)單得多。更重要的是，時(shí)間域的卷積經(jīng)過(guò)拉氏變換就變成了復(fù)域的乘積，這使得我們可以定義單純反映系統(tǒng)性質(zhì)的傳遞函數(shù)，相當(dāng)于將系統(tǒng)單獨(dú)拎出來(lái)評(píng)價(jià)、優(yōu)化。這在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的過(guò)程中無(wú)疑會(huì)大大降低難度、加快設(shè)計(jì)進(jìn)程。
以一個(gè)彈簧振子系統(tǒng)代表的二階LTI系統(tǒng)為例。其方程可以寫(xiě)為：
這是一個(gè)二階常系數(shù)非齊次線(xiàn)性微分方程。可以通過(guò)卷積積分（也叫作杜哈梅積分）來(lái)得到方程在零初始狀態(tài)下的解。然而當(dāng)F的表達(dá)式比較復(fù)雜的時(shí)候，卷積積分可能會(huì)很困難甚至無(wú)法得到真正的解析結(jié)果。如果對(duì)方程兩邊進(jìn)行拉氏變換，可以得到：
該式體現(xiàn)了拉氏變換到復(fù)域的好處：1、微分環(huán)節(jié)變成復(fù)變量與函數(shù)的拉氏變換之間的乘積——一種代數(shù)運(yùn)算；2、可以進(jìn)行多項(xiàng)式合并。系統(tǒng)的傳遞函數(shù)定義為：
將上上式表示的F(s)代入，并考慮多項(xiàng)式合并，即可得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：
依據(jù)傳遞函數(shù)，就可以在復(fù)數(shù)域單獨(dú)評(píng)價(jià)、研究系統(tǒng)了。
展開(kāi) 運(yùn)用HyperWorks有限元軟件建立某地鐵車(chē)輛車(chē)體有限元模型，進(jìn)行了傳遞函數(shù)分析，找到了車(chē)體側(cè)墻的固有頻率，為后續(xù)的車(chē)體優(yōu)化和減振設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。結(jié)果表明側(cè)墻中部可以適當(dāng)提高剛度，提高舒適性；可以應(yīng)用傳遞函數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)車(chē)體局部的固有頻率。
史志楠_基于RADIOSS的地鐵車(chē)輛傳遞函數(shù)分析.pdf
在信號(hào)處理和系統(tǒng)分析中，單位沖激信號(hào)被認(rèn)為是一個(gè)短暫的、幅度為1的信號(hào)，其持續(xù)時(shí)間極短且能量集中在一個(gè)點(diǎn)上。它描述了系統(tǒng)對(duì)于不同延遲的輸入信號(hào)的反應(yīng)，它包含了系統(tǒng)的時(shí)域特性和動(dòng)態(tài)行為。
7 線(xiàn)性傳遞函數(shù)（Linear Transfer Function）
它是描述線(xiàn)性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。在線(xiàn)性系統(tǒng)中，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間存在線(xiàn)性關(guān)系，其傳遞函數(shù)定義了輸入信號(hào)到輸出信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換過(guò)程。它通常使用頻域表示，它是一個(gè)復(fù)雜函數(shù)，描述了系統(tǒng)對(duì)不同頻率的輸入信號(hào)的響應(yīng)。傳遞函數(shù)可以通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行頻率響應(yīng)分析或?qū)嶒?yàn)測(cè)量獲得。在頻域中，線(xiàn)性傳遞函數(shù)將輸入信號(hào)的頻譜與輸出信號(hào)的頻譜聯(lián)系起來(lái)。
8 揚(yáng)聲器傳遞函數(shù)（Loudspeaker Transfer Function）
它是指衡量揚(yáng)聲器系統(tǒng)的響應(yīng)和性能的一種數(shù)學(xué)模型。它描述了輸入信號(hào)如何通過(guò)揚(yáng)聲器系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為輸出聲音的過(guò)程。在揚(yáng)聲器系統(tǒng)中，輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)揚(yáng)聲器單元（包括振膜、線(xiàn)圈等）驅(qū)動(dòng)和處理后產(chǎn)生聲音輸出。它表示了輸入信號(hào)與輸出聲音之間的關(guān)系。它被表示為復(fù)數(shù)形式，具有幅度響應(yīng)（揚(yáng)聲器對(duì)不同頻率的聲音信號(hào)的放大或衰減程度）和相位響應(yīng)（揚(yáng)聲器系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)的相位偏移情況）兩個(gè)部分。
9 頻率分辨率（frequency resolution）
它是指在頻域上測(cè)量或分析信號(hào)時(shí)，能夠區(qū)分兩個(gè)接近頻率的離散頻率成分之間的最小差異。它表征了對(duì)于頻譜中不同頻率分量之間的分辨能力。
10 時(shí)域（time domain）
它是指信號(hào)在時(shí)間軸上的表示，它描述了信號(hào)隨時(shí)間變化的幅度和波形。時(shí)域分析關(guān)注的是信號(hào)在不同時(shí)間點(diǎn)上的取值和變化情況。
展開(kāi) 還有一個(gè)簡(jiǎn)單的模型modal（相關(guān)激勵(lì)點(diǎn)和響應(yīng)點(diǎn)都是我隨便點(diǎn)選的），可以根據(jù)自己的需要，用hypermesh導(dǎo)入模型，重新renumber這些點(diǎn)即可。
使用方法：用hypermesh導(dǎo)入自己的模型，把需要計(jì)算的點(diǎn)重新renumber一下就行了（節(jié)點(diǎn)編號(hào)，用記事本打開(kāi)我的頭文件就知道了），然后導(dǎo)出模型。用記事本打開(kāi)自己的模型，添加一行include這個(gè)IPI的語(yǔ)句即可（如果不知道怎么添加，用記事本打開(kāi)我的modal模型，看看我那一行就知道了），記得要把模型文件和頭文件放在同一個(gè)文件夾里。
如果還有疑問(wèn)，私信我就行，我看到都會(huì)回復(fù)的
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一、為什么要在復(fù)域?qū)TI系統(tǒng)進(jìn)行分析：傳遞函數(shù)的定義
工程中遇到的大部分系統(tǒng)都是LTI系統(tǒng)，一個(gè)LTI系統(tǒng)對(duì)應(yīng)著一個(gè)線(xiàn)性常系數(shù)微分方程。對(duì)于這樣一個(gè)系統(tǒng)，我們通常需要研究其在特定輸入作用下的輸出性質(zhì)，其實(shí)就是研究常微分方程的解的特點(diǎn)。然而，盡管可以通過(guò)卷積計(jì)算求出一個(gè)LTI
還有一個(gè)簡(jiǎn)單的模型modal（相關(guān)激勵(lì)點(diǎn)和響應(yīng)點(diǎn)都是我隨便點(diǎn)選的），可以根據(jù)自己的需要，用hypermesh導(dǎo)入模型，重新renumber這些點(diǎn)即可。
使用方法：用hypermesh導(dǎo)入自己的模型，把需要計(jì)算的點(diǎn)重新renumber一下就行了（節(jié)點(diǎn)編號(hào)，用記事本打開(kāi)我的頭文件就知道了），然后導(dǎo)出模型。用記事本打開(kāi)自己的模型，添加一行include這個(gè)IPI的語(yǔ)句即可（如果不知道怎么添加，用記事本打開(kāi)我的
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【基本概念】
1 消音室/無(wú)回聲室/吸波暗室（anechoic chamber）
它是一種是指能夠完全吸收聲音或電磁波，同時(shí)也隔絕外部的噪聲的實(shí)驗(yàn)室空間。它通過(guò)使用吸音材料和結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)（這些材料能夠吸收大部分入射聲波的能量，使其不會(huì)反射回到測(cè)試區(qū)域），旨在消除或顯著減少室內(nèi)的各種反射和回聲。
2 頻譜分析（spectrum
硅微諧振式加速度計(jì)硅微諧振式加速度計(jì)
建模幾何
有限元及邊界條件
模態(tài)結(jié)果
附件包括：建模及仿真分析結(jié)果
modal.txt
一、算例背景及分析技術(shù)
近年來(lái)工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)舒適度問(wèn)題逐漸引起社會(huì)關(guān)注。一是由于周邊環(huán)境的改變導(dǎo)致結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)放大，如地鐵行車(chē)振動(dòng)導(dǎo)致周邊建筑振感明顯等；二是新建工程由于設(shè)計(jì)考慮不全面導(dǎo)致的大幅度振動(dòng)，如城市人行天橋改造搭建的臨時(shí)鋼板橋（見(jiàn)圖1），由于結(jié)構(gòu)剛度小、跨度大、人行荷載密集且周期化導(dǎo)致加速度響應(yīng)劇烈，加之人體對(duì)加速度變化較敏感，因此容易引起不適。
圖1 簡(jiǎn)易臨時(shí)人行鋼板橋
本案例使用
