沖擊響應譜分析的案例
簡述沖擊響應譜分析
一種方式就是直接在*SPECTRUM命令行數據塊中輸入譜曲線插值點數據；另一種則利用*SPECTRUM命令中INPUT選項，調用用戶譜曲線數據文件。
響應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．模態分析；
3．譜分析；
4．觀察結果。
簡述沖擊響應譜分析.pdf
漢航NTS.LAB沖擊響應譜測量和分析
它同樣存在著正、負之分，正、負方向與主譜的正、負向定義相同，如上圖中的點5(正向)和6(負向)，點4為殘余響應絕對值的峰值點。
（3）最大響應譜：在整個響應過程中的最大響應峰值(絕對值)與系統固有頻率之間的關系，亦為“主譜”和“余譜”的包絡譜。
最大響應譜、初始響應譜、殘余響應譜包絡
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NTS.LAB 沖擊響應譜參數設置
在進行沖擊響應譜分析時，需要注意若干參數的正確選擇，如采樣頻率、觸發設置、阻尼比、倍頻程分析，以下為NTS.LAB的具體設置：
（1）采樣頻率：在振動分析中，根據采樣定理，采樣頻率取為分析頻率的上限的2.56倍即可。對沖擊響應譜的計算，一般不得低于4倍，最好取6~10倍。
展開 沖擊響應譜計算
對上述方程進行變量代換可得：
(2)
其中
由單位脈沖響應的杜哈梅積分可得方程的解為：
(3)
這就是系統的位移響應與時間、固有頻率的關系式。同樣的，可以求解系統的速度響應和加速度響應，并繪制相對應的沖擊響應譜曲線。
由單自由度系統的響應公式可以發現，整個系統的響應是時間的函數，因此系統響應又分為沖擊作用時間內的響應和沖擊作用后的響應，具體可有如下分類：
半正弦激勵輸入(紫線)所產生的瞬態響應(藍線，包含主響應與殘余響應)
(1)初始(主)響應譜：在沖擊持續作用時間范圍內出現的最大響應峰值與系統固有頻率之間的關系，簡稱“主譜”。它存在著正、負之分，正向指的是與激勵同方向的響應峰值，負向則是與激勵方向相反的響應峰值，如上圖中的點2(正向)和3(負向)，點1為主響應絕對值的峰值點。
(2)殘余響應譜：在沖擊持續作用完結之后的時間范圍內出現的最大響應峰值與系統固有頻率之間的關系，簡稱“余譜”。它同樣存在著正、負之分，正、負方向與主譜的正、負向定義相同，如上圖中的點5(正向)和6(負向)，點4為殘余響應絕對值的峰值點。
(3)最大響應譜：在整個響應過程中的最大響應峰值(絕對值)與系統固有頻率之間的關系，亦為“主譜”和“余譜”的包絡譜。
最大響應譜、初始響應譜、殘余響應譜包絡
4 NTS.LAB 沖擊響應譜參數設置
在進行沖擊響應譜分析時，需要注意若干參數的正確選擇，如采樣頻率、觸發設置、阻尼比、倍頻程分析，以下為NTS.LAB的具體設置：
(1)采樣頻率：在振動分析中，根據采樣定理，采樣頻率取為分析頻率的上限的2.56倍即可。
展開 ANSYS Workbench 沖擊譜分析
這是 ANSYS 工程實戰 第 57 篇文章
問題描述：用有限元軟件分析沖擊問題，一直是很多仿真工程師覺得比較難的，并不是操作難，而是因為計算結果和試驗結果差異較大，這里用 ANSYS Workbench 分析沖擊問題，大家共同探討。
1. 模態分析
模擬力學沖擊試驗使用響應譜分析（Response Spectrum Analysis）,進行沖擊分析前需進行模態分析，材料的任何非線性將被忽略，模態和響應譜分析的具體設置界面如圖 1 。
圖 1 模態和沖擊互聯界面
模型簡化：對關鍵件進行模型簡化，如圖 2 所示，模型需進行 part 設置。
圖 2 簡化模型及 part 設置
模型接觸設置：模型之間不設置接觸，如圖 3 所示。
圖 3 模型之間不設置接觸
模型各部件根據重要情況設置不同的網格大小及組合，網格大小設置，如圖 4 所示。
圖 4 網格設置
模態結果: 設置固定約束后進行 solve 計算，得到模態結果，一般我們只看前 6 階模態振型，如圖 5 和圖 6 顯示了前 2 階振型圖 。
圖 5 1 階模態振型
圖 6 2 階模態振型
2. 沖擊分析
沖擊分析設置采用默認設置，如圖 7 ，阻尼不做設置。阻尼大小對沖擊分析的結果影響比較小。
圖 7 沖擊設置
點擊工具欄 RS Base Excitation 選擇 RS Acceleration ，雙擊選擇固定約束，方向選擇 Y （X 或 Z）,輸入頻率和沖擊譜，其他方向設置方法相同，如圖 8 。
展開 
代做 ABAQUS 響應譜分析 隨機響應分析，模態分析
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【譜分析】隨機譜響應分析 ￥1
【譜分析】隨機譜響應分析
隨機振動響應譜分析技術
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。
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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、學習房屋模型相關的接觸設置
3、學習響應譜分析相關的分析步的建立
4、學習響應普分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 房屋響應譜分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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ABAQUS的響應譜分析
反應在特定的激勵作用下的單自由度系統的最大響應（最大振幅、速度、加速度或者其它的量）隨自然頻率（或者自然周期）變化的曲線稱為響應譜（response spectrum）。因為所繪的是最大響應對固有頻率的關系曲線，所以響應譜tigong了所有可能的單自由度系統的最大響應。
一旦得到了對應于某一特定激勵的響應譜，只需要知道系統的固有頻率就可以求出它的最大響應。
無阻尼單自由度系統的運動微分方程為
ABAQUS的響應譜分析.pdf
【iSolver案例分享56】指示牌模態及響應譜分析
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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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、學習梁模型相關的接觸設置
3、學習響應譜分析相關的分析步的建立
4、學習響應普分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 橋梁響應譜分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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基于optistruct響應譜分析 ￥12
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 響應譜分析中模態合并方法的區別
一般情況下，結構在外界激勵作用下各階模態響應峰值不可能同步出現。因此有必要選擇一種合理的模態效應組合方式，以準確估計結構在外界激勵作用下的總體響應峰值。
多數情況下，采用各階模態效應絕對值相加的方法得到響應結果過于保守。所以針對不同激勵和結構頻率特征，研究人員找到了一系列更有效的模態效應組合方法。ABAQUS程序提供了五種常用的模態效應組合方法。
? ABS法
? SRSS法
? NRL法
? CQC法
? TEMP法
ABS方法
ABS方法在所有模態組合方法中最保守，它直接將各階模態響應絕對值相加，這就意味著在外激勵作用中，各階模態峰值響應將同時發生。對應多數情況，這樣的估計是偏于保守的。ABS方法組合過程如下面公式所示：
SRSS方法
對于結構各階固有頻率ωa較分散的情況，建議采用SRSS法具有較高精度。SRSS法不像ABS法那么保守，更偏于實際。SRSS方法組合過程如下面公式所示：
NRL方法
隸屬于美國國家海軍的研究機構考慮到ABS方法及SRSS方法的優點，將ABS方法及SRSS方法結合起來，建立了NRL方法。該方法將影響最大的第β階模態單列出來，用ABS方法進行考慮，而其它各階模態則按照SRSS方法進行組合。NRL方法組合過程如下面公式所示：
TEMP方法
TEMP方法是源于美國原子能機構（1976年）的推薦。TEMP方法考慮到相近頻率的耦合效應，對SRSS方法進行修正。TEMP方法認為，當第α階固有頻率與第β階固有頻率相差在10%以內時，應該考慮α、β階模態的耦合效應。
展開 Abaqus的響應譜分析 附Abaqus頻響分析完整過程下載
反應在特定的激勵作用下的單自由度系統的最大響應（最大振幅、速度、加速度或者其它的量）隨自然頻率（或者自然周期）變化的曲線，稱為響應譜 (response spectrum)。因為所繪的是最大響應對固有頻率的關系曲線，所以響應譜提供了所有可能的單自由度系統的最大響應。
一旦得到了對應于某一特定激勵的響應譜，只需要知道系統的固有頻率就可以求出它的最大響應。
無阻尼單自由度系統的運動微分方程為：
其中，ω 是圓頻率。該方程的解由通解xc(t ) 和特解xp(t ) 兩部分組成，即：
將x(t ) 代入微分方程可得
其中，A 和B 為常數，ωn 是系統的固有頻率：
將以下初始條件代入上式，
即可確定常數A和B
因此，x(t ) 可表達為
此即為單自由度系統無阻尼強迫振動的精確解。從此解答中求得最大值，即為在特定固有頻率和載荷譜下的響應譜。
在ABAQUS中，響應譜分析是分為兩步完成的，第一步需要設置一個頻率提取分析步，提取結構的前幾階固有頻率；在第二個分析步中設置響應譜分析。
值得注意的是，譜分析的激勵是在step中加載的，不需要在load中進行設置。
下載地址：Abaqus頻響分析完整過程
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1、學習房屋模型的三維模型處理
2、學習房屋模型相關的接觸設置
3、學習響應譜分析相關的分析步的建立
4、學習響應普分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 房屋響應譜分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
