瞬態振動的案例
LMS Virtual.Lab 聲學視頻教程 第十五課 瞬態振動與瞬態邊界元
在一些聲學問題中經常會遇到瞬態求解問題，比如汽車關門聲研究、打高爾夫球聲學問題研究、碰撞聲學問題研究等等。這一課中，主要講解LMS Virtual.Lab中瞬態振動結構求解器的應用以及瞬態聲學邊界元。LMS Virtual.Lab中的時域邊界元求解器是目前世界上唯一一款絕對收斂、可靠、并且經過工程驗證的求解器，擁有強大的時域聲學計算功能，另外，隨著結構求解器Samcef以及NX Nastran的逐漸嵌入，使得LMS Virtual.Lab中也擁有了瞬態結構振動響應求解的能力，這樣用戶不依靠其它結構有限元軟件，就可以在LMS Virtual.Lab完成瞬態振動響應求解、瞬態聲學求解這一完整過程。本課中主要講解了兩個內容：
1、使用LMS Virtual.Lab中的瞬態結構有限元求解器進行瞬態振動響應計算。
2、通過瞬態結構有限元求解器計算的結果進行瞬態聲學分析。
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在一些聲學問題中經常會遇到瞬態求解問題，比如汽車關門聲研究、打高爾夫球聲學問題研究、碰撞聲學問題研究等等。這一課中，主要講解LMS Virtual.Lab中瞬態振動結構求解器的應用以及瞬態聲學邊界元。LMS Virtual.Lab中的時域邊界元求解器是目前世界上唯一一款絕對收斂、可靠、并且經過工程驗證的求解器，擁有強大的時域聲學計算功能，另外，隨著結構求解器Samcef以及NX Nastran的逐漸嵌入，使得LMS Virtual.Lab中也擁有了瞬態結構振動響應求解的能力，這樣用戶不依靠其它結構有限元軟件，就可以在LMS Virtual.Lab完成瞬態振動響應求解、瞬態聲學求解這一完整過程。本課中主要講解了兩個內容：
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2、通過瞬態結構有限元求解器計算的結果進行瞬態聲學分析。
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在一些聲學問題中經常會遇到瞬態求解問題，比如汽車關門聲研究、打高爾夫球聲學問題研究、碰撞聲學問題研究等等。這一課中，主要講解LMS Virtual.Lab中瞬態振動結構求解器的應用以及瞬態聲學邊界元。LMS Virtual.Lab中的時域邊界元求解器是目前世界上唯一一款絕對收斂、可靠、并且經過工程驗證的求解器，擁有強大的時域聲學計算功能，另外，隨著結構求解器Samcef以及NX Nastran的逐漸嵌入，使得LMS Virtual.Lab中也擁有了瞬態結構振動響應求解的能力，這樣用戶不依靠其它結構有限元軟件，就可以在LMS Virtual.Lab完成瞬態振動響應求解、瞬態聲學求解這一完整過程。本課中主要講解了兩個內容：
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展開 計算瞬態振動時出現以下錯誤
請教各位：
我按照阿偉老師視頻的教程做瞬態振動響應：結果出現以下錯誤：
Failed to export to LMS Sysnoise database.
有沒有哪位同仁有遇到過類似的問題呢？求解
某組件盒體的瞬態動力學仿真分析
本文對某系列組件盒體進行了動力學仿真分析，依據軍用設備瞬態振動試驗的標準，用時域瞬態分析法，結合國軍標設計顛震和沖擊輸入譜,對其進行了抗顛震和抗沖擊分析，仿真分析結果表明：盒體的最大應力在盒體材料的抗拉強度范圍之內，即盒體的抗沖擊、抗顛震性能滿足艦載設備的考核要求，該仿真結果可為組件盒體結構的優化設計提供參考。
關鍵詞：雷達；組件盒體；動力學仿真；瞬態振動試驗
0 引言
艦船在服役期間，不可避免面臨各種復雜的工作環境，不僅要遭受惡劣海況下波浪的沖擊作用，在戰斗過程中還將遭受遠距離或近距離爆炸引起的海水脈動沖擊作用。組件盒體是有源相控陣雷達天線的關鍵結構部件，其性能在很大程度上決定了雷達的性能，且其生產成本也很大程度上決定了有源相控陣雷達的推廣應用前景[1]，因此質量合格、設計合理的組件盒體抗沖擊能力對保障艦船戰斗力和生命力具有重要意義，因此必然要對其通過高強度瞬態振動試驗（如顛震、沖擊試驗）的考核和評估，才能成為有源相控陣雷達的理想部件。
考慮到瞬態振動試驗成本高、周期長，且對試驗件造成損壞的可能性較大，故從節約成本、時間的角度考慮出發，基于時域模擬法對某系列組件盒體進行了動力學仿真，并將其仿真結果進行了對比，分析結果表明：組件盒體材料的最大承受應力在盒體的抗拉強度范圍之內，說明該系列組件盒體滿足抗顛震、沖擊的試驗要求；和已通過瞬態振動試驗的12通道組件盒體進行對比，6通道組件盒體的最大應力變形響應均小于12通道，說明6通道組件盒體在剛強度性能上優于12通道的組件盒體，因此6通道組件盒體可以通過瞬態振動試驗的考核。
1 振動數學模型
在NX軟件中對組件盒體進行三維建模，忽略螺紋孔，倒角，密封槽等對算例結果影響微小的細節特征[2]，對導向銷位置進行垂直方向的位移約束，對底面螺紋孔進行固定約束。
展開 [轉貼] 什么是NVH？
NVH是指Noise(噪聲)，Vibration(振動)和Harshness(聲振粗糙度)。由于以上三者在機械振動中是同時出現且密不可分，因此常把它們放在一起進行研究。聲振粗糙度是指噪聲和振動的品質，是描述人體對振動和噪聲的主觀感覺，不能直接用客觀測量方法來度量。由于聲振粗糙描述的是振動和噪聲使人不舒適的感覺，因此有人稱Harshness為不平順性。又因為聲振粗糙度經常用來描述沖擊激勵產生的使人極不舒適的瞬態響應，因此也有人稱Harshness為沖擊特性。
舉個例子，當汽車通過接縫或凸包時將產生瞬態振動（Harshness），它包括沖擊和緩沖兩種感覺。系統剛度越大，車身瞬態振動的幅值越大，沖擊越嚴重，同時固有頻率增加使振動衰減變快，緩沖的效果變好。同時它還給出了利用多元回歸模型得到的沖擊和緩沖方面感覺等級的經驗公式。總的說來，聲振粗糙度描述是振動和噪聲共同產生的使人感到極度疲勞的感覺。簡單地講，乘員在汽車中的一切觸覺和聽覺感受都屬于汽車NVH特性研究的范疇，此外，還包括汽車零部件由于振動引起的強度和壽命等問題。從NVH的觀點來看，汽車是一個由激勵源（發動機、變速器等）、振動傳遞器（由懸掛系統和邊接件組成）和噪聲發射器（車身）組成的系統。汽車傳動系統NVH特性研究是以汽車傳動系統作為研究對象的，是屬于于汽車整車NVH特性研究的子系統。目前的研究來看，汽車傳動系統NVH特性研究主要是研究由發動機作為一個激勵源產生的或汽車處于某種工況下的傳動系統NVH特性。國外對動力傳動系振動特性的研究起步較早，國外先進的汽車廠家從80年代以來已經將汽車結構的動態特性納入產品開發的常規內容。
展開 考慮人體反應的交通環境振動控制標準（1）ISO標準
軌道減振與控制實驗室
提要
本文節選自 專著：劉維寧,馬蒙 等《地鐵列車振動環境影響的預測、評估與控制》（科學出版社,2014）之第4章《環境振動評價與控制標準》，本章由馬蒙執筆撰寫，劉維寧審定。
編寫整理本系列微文時，結合北京交通大學研究生課程課件、以及最新國內外資料，對原文進行了部分增刪。
標準重要參數
標準來源：國際標準ISO2631-1，ISO2631-2
適用范圍：評價建筑物內人體全身振動（連續振動及沖擊振動）
頻率范圍：1-80Hz
頻率計權：推薦Wm
時間常數：推薦1s
測量量 ：加速度
評價指標：r.m.s計權值，最大瞬態振動值（運行r.m.s.），振動計量值（VDV）
測試要求：最大幅值方向
標準簡介
國際標準ISO2631-2-1989采用基準曲線來規定人們在不同類型建筑物內所能承受的振動限制，即人體可接受的建筑物振動限制=基準曲線值×放大系數。基準曲線值見圖1，放大系數取值見表1。
圖1 ISO2631-2-1989規定的建筑物振動基準曲線
表1 ISO2631-2-1989給出的建筑物振動放大系數
圖1中的x軸、y軸和z軸方向和圖2中的規定一致；對于x軸和y軸方向的振動，加速度有效值在1～2Hz內的基準值為 ；對于z軸方向的振動，在4～8Hz內的基準值為 。表1中列出的間歇性振動主要指打樁機、路面破碎機、起重機等重力機械、軌道交通和其他的路面交通振源引起的振動；瞬態振動主要指周期小于2s的短周期振動或脈沖振動。
根據上述規定，標準中以計權振動加速度級的形式給出了建筑物振動的限值，如表2所示。
展開 沖擊響應譜計算
一般來說，沖擊響應譜是一個動態系統對給定瞬態輸入的峰值響應與該動態系統固有頻率之間的函數關系圖。下圖所示為一系列單自由度“彈簧-質量-阻尼”系統，這些單自由系統具有公共的基礎(基座)。當其公共基礎受到沖擊激勵時，在笛卡爾坐標系下各單自由度質量阻尼系統產生的響應峰值與其對應固有頻率繪制成坐標曲線，即為沖擊響應譜。
SRS計算示意圖
計算沖擊響應譜步驟：
A.測試公共基礎的輸入激勵，用于計算沖擊響應譜的能量輸入。
B.建立一系列單自由度彈簧-質量-阻尼系統，分別將激勵作用在該系統，求解系統的響應，其解的形式可為位移、速度、加速度響應。
C.各單自由度質量阻尼系統產生的響應峰值與其對應固有頻率繪制成坐標曲線，進而得到沖擊響應譜。
沖擊響應譜
2沖擊響應譜的用途
產品在實際應用過程中受力情況復雜，其中沖擊激勵會使設備激起強迫振動和固有頻率響應，使產品性能和結構強度受到不同程度的損害甚至失效。 航空、 航天、電子等行業產品在生產、運輸等過程中存在著各種沖擊，而這對產品的質量和可靠性有著很大的負面影響。為了解決這一問題，產生并發展起了沖擊試驗，如GJB150規定的半正弦、后鋸齒峰、梯形波等沖擊試驗，其主要復現產品的時域沖擊環境。近年來，隨著對環境試驗的認識不斷提高，對沖擊環境的模擬也提出了更高的要求，產品在面對不同的沖擊時，工程師更關注產品的動力學響應，沖擊響應譜試驗也越來越被關注。沖擊響應譜(SRS)是一種基于頻率的函數，用于指示由于瞬態沖擊引起的振動的大小。SRS可以量化來自無數不同事件的瞬態振動：如地震、爆炸、導彈發射等沖擊環境。
以一艘戰艦為例，它受到附近爆炸的沖擊而產生瞬態振動。在沖擊事件發生時，可以在戰艦的關鍵部件上測量和捕獲沖擊響應譜。
展開 Abaqus|基于模態阻尼的穩態動力分析以及減振產品開發與優化問題
內容概況
對減振產品與方案的評價主要包括對于特定頻帶范圍內的振動有多少減弱作用。而頻響應曲線——激勵頻率與響應（位移、加速度等）的關系曲線就是一個直觀效果展示方式，即可以評價特定頻率下減振措施的減振效果，也可以觀察到具有減振效果的頻帶有多寬（這對于實際問題的魯棒性非常重要，因為材料與激勵并不會像分析計算模型一樣那么理想）。為了獲得如圖0所示的頻響曲線，可以進行穩態分析。為了在最終的頻響曲線中考慮到材料或者減（吸）振器阻尼耗能的頻率相關特性，就可以利用模態阻尼。本文主要介紹相關概念以及在Abaqus中的實現過程，并進而引出減振產品（結構）開發與優化問題的提法。
▲圖0 頻響曲線
2. 穩態動力學分析
在簡諧激振作用下的強迫振動，包含過渡過程和穩態響應兩部分。由于結構中不可避免地會出現阻尼力，過渡過程是迅速衰減的瞬態振動；同系統的穩態響應相比較，這種瞬態振動在某些問題中是相對次要的，因而可以不與考慮。所討論的穩態動力學分析(SteadyState Dynamics)是指在簡諧激勵作用下的系統穩態響應。盡管穩態分析是針對諧振激勵，但是由于任意一個振動激勵我們都可以通過看作是頻域上若干簡諧激勵的疊加，因此穩態分析對于控制某個隨機的振動過程也非常重要。可以指導減振產品開發與優化。
在Abaqus中的三種穩態動力分析計算方法：Direct, modal，subspace。對于三種方法的適用性可以參考Abqus用戶手冊或者《Abaqus動力學有限元分析指南》。由于modal方法的計算量較小便于快速評估產品方案，因此這里主要介紹基于modal法穩態分析得到頻響曲線。
3.
展開 提高Nastran計算效率的幾點建議 附NASTRAN 瞬態、沖擊譜、隨機振動分析下載
1）在振動分析中，我們往往比較關注速度和加速度結果，那么可以選擇一些有代表性的點，組成SET集合，只輸出節點SET集的結果；對于應力結果，也可以只將高應力區和關注的應力區結果進行輸出。
2）F06文件控制，Nastran會將模型和計算結果以文本形式保存在F06文件中，這樣會導致F06文件很大，數據的讀入也耗時較長。可以相應的進行輸出控制。
不要求將模型輸出到F06文件：ECHO=NONE。
不要求將結果文件寫到F06文件中，以位移輸出為例說明。
PRINT是將位移結果輸出到F06文件中
PLOT是產生位移但不輸出位移。
下載地址：NASTRAN 瞬態、沖擊譜、隨機振動分析
展開 漢航NTS.LAB沖擊響應譜測量和分析
沖擊響應譜
02
沖擊響應譜的用途
產品在實際應用過程中受力情況復雜，其中沖擊激勵會使設備激起強迫振動和固有頻率響應，使產品性能和結構強度受到不同程度的損害甚至失效。航空、 航天、電子等行業產品在生產、運輸等過程中存在著各種沖擊，而這對產品的質量和可靠性有著很大的負面影響。為了解決這一問題，產生并發展起了沖擊試驗，如GJB150規定的半正弦、后鋸齒峰、梯形波等沖擊試驗，其主要復現產品的時域沖擊環境。近年來，隨著對環境試驗的認識不斷提高，對沖擊環境的模擬也提出了更高的要求，產品在面對不同的沖擊時，工程師更關注產品的動力學響應，沖擊響應譜試驗也越來越被關注。沖擊響應譜(SRS)是一種基于頻率的函數，用于指示由于瞬態沖擊引起的振動的大小。SRS可以量化來自無數不同事件的瞬態振動：如地震、爆炸、導彈發射等沖擊環境。
以一艘戰艦為例，它受到附近爆炸的沖擊而產生瞬態振動。在沖擊事件發生時，可以在戰艦的關鍵部件上測量和捕獲沖擊響應譜。
展開 
『分享』機動飛行條件下雙盤懸臂轉子的振動特性
本文取雙盤懸臂轉子為分析對象, 建立了水平盤旋和俯沖拉起兩種機動飛行條件下轉子振動的運動微
分方程, 并用四階龍格庫塔法進行了求解。結果表明, 機動飛行在轉子上產生的附加離心力和附加陀螺力矩
將使轉子產生較劇烈的瞬態振動; 同時, 轉子的軸心軌跡中心會偏離軸線, 使得轉子產生明顯的變形。因此,
在分析轉子振動特性時, 應考慮機動飛行的影響。
機動飛行條件下雙盤懸臂轉子的振動特性.pdf
LMS Virtual.Lab聲學視頻教程 第十六課 模態映射法求解結構振動
本課主要講解模態映射方法在振動求解方面的應用。模態映射方法是在LMS Virtual.Lab 12以后新加入的方法，在原來的版本中有直接振動求解、基于結構模態疊加方法的振動求解以及直接聲振耦合和基于結構模態疊加的聲振耦合算法。在LMS Virtual.Lab中新加入的模態映射方法可以用于求解結構頻響振動、聲振耦合以及結構瞬態振動響應等，與模態疊加法相比，模態映射方法精度高、可能造成的人為模態截斷誤差低等優點；與直接求解法相比，模態映射方法計算效率高，節省計算資源，因此，模態映射方法擁有廣泛的應用。本課以LMS Virtual.Lab幫助文檔中的一簡化機翼為對象，采用直接計算方法、模態疊加法、模態映射法計算振動頻率響應，通過三種方法的對比，讓用戶體會到模態映射法的優點。
本例文檔及視頻：http://pan.baidu.com/s/1qWLkCna
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展開 superxjw原創教程：LMS Virtual.Lab 聲學視頻教程 第十四課 預應力結構模態分析
眾所周知，對于振動噪聲分析來說，做好模態分析、振動分析是進行噪聲分析的前提。對于普通的結構模態分析，在視頻教程第一課中已經有了詳細講解，但是對于一些特殊的結構，例如壓力容器、考慮張力的結構（如琴弦）、以及考慮自身重力引起內部應力的結構來說由于預應力的存在將增加結構的整體剛度，從而影響結構模態，提高模態頻率。在本課視頻中就詳細講解了如何進行預應力結構的模態分析。在LMS Virtual.Lab 12中，已經將LMS Samcef結構求解器中的線性結構求解器部分全部融入到了Virtual.Lab平臺，因此LMS Virtual.Lab中的結構求解器進一步加強，包括了線性靜力求解器、模態疊加、模態映射、基于模態映射的聲振耦合、直接NTF計算、瞬態振動響應求解等全新內容，本課在使用LMS Virtual.Lab自帶結構求解器進行預應力模態分析的同時，還向大家展示了如何使用LMS Virtual.Lab的前后處理功能，調用Nastran進行分析。LMS Virtual.Lab不僅支持Nastran，還可以對ANSYS、Radioss、LS-DYNA等求解器進行前后處理，極大地方便了用戶。（注意：本視頻課程中第二部分為使用Virtual.Lab調用Nastran進行預應力模態分析，旨在進行LMS Virtual.Lab 求解器與Nastran求解器的分析結果對比，學習者重點掌握如何使用LMS Virtual.Lab進行預應力模態分析即可！）
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展開 可靠性工程師應該了解的振動試驗基礎知識 附工程振動基礎下載
載荷識別也叫環境預測，它可為分析系統的動力響應和振動原因等提供數據。大型結構承受的載荷非常復雜，很難直接測定，但可以通過結構的響應信號和系統已知的數學模型來反推系統承受的載荷，再根據各種工況下得出的數據進行統計和綜合，最終得到載荷譜。振源的性質和傳播途徑可以用功率譜分析或相關分析方法得出。
振動環境試驗
為了了解產品的耐振壽命和性能指標的穩定性，錄找可能引起破壞或失效的薄弱環節，對系統在模擬實際環境的振動、沖擊條件下進行的考核試驗。定型產品的試驗規范通常已經標準化，新產品要制定合適的試驗方法。
試驗方法分兩大類：
①標準試驗,包括耐預定頻率試驗、耐共振試驗、正弦掃描試驗、寬帶隨機振動試驗、沖擊試驗、聲振試驗和運輸試驗等；
②非標準試驗，包括瞬態波形振動試驗、窄帶隨機振動試驗、隨機波再現試驗、正弦波和隨機波混合試驗等。
振動試驗數據處理和分析
試驗得到的大量原始數據必須經過各種處理，才能作為工程設計計算的依據資料。試驗的原始記錄數據是參量的時間歷程（位移、速度或加速度等量值同時間的關系），通過直觀分析可將數據分為瞬態的、周期的、隨機或非隨機持續非周期的三種，進而在時域（包括時差域，即自變量為兩信號的時間差）、頻域和幅值域三大域中進行統計分析、相關分析和譜分析，從而得到表征時間歷程特征的各種函數。處理方法可分為模擬量處理法和數字量處理法。前者設備簡單，但精度較差，處理時間長；后者需將原始記錄的模擬量變換為數字量后用數字計算機處理，由于精度很高，速度極快，所以隨著各種功能齊全的專用數據處理機（如快速傅里葉分析儀）的出現，數字量處理法已逐漸取代了模擬量處理法。
下載地址：工程振動基礎
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