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② 在模態(tài)分析步彈窗中，選擇給定50振型數(shù)。 圖3-1 分析步創(chuàng)建 ① 點(diǎn)擊有限元分析>諧響應(yīng)，彈出諧響應(yīng)分析步彈窗； ② 在諧響應(yīng)分析步彈窗中，a.輸入最小頻率、最大頻率、掃頻點(diǎn)數(shù)、偏置參數(shù)分別為1，1000，20，3；b.勾選臨界阻尼，使用默認(rèn)參數(shù)0.02。

汽車?yán)^電器諧響應(yīng)分析APP針對(duì)汽車行業(yè)常見的繼電器結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，可實(shí)現(xiàn)以下功能：1.考察繼電器簧片材料屬性對(duì)固有頻率及諧響應(yīng)結(jié)果的影響；2.考察不同外部激勵(lì)（大小及方向改變）對(duì)諧響應(yīng)分析結(jié)果的影響；3.考察不同阻尼值對(duì)諧響應(yīng)分析結(jié)果的影響；4.考察不同的掃頻設(shè)置對(duì)結(jié)果的影響。

2.2 結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ) 通過電磁場(chǎng)分析得到鐵芯和繞組所受的電磁力分布，對(duì)其進(jìn)行傅里葉變換，可以得到電磁力各諧波分量的幅值和相位角大小，將其作為簡諧激勵(lì)源，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的諧響應(yīng)分析。 諧響應(yīng)分析的運(yùn)動(dòng)控制方程為： 其中假設(shè)F和u做簡諧變化，則：2.3 噪聲分析基礎(chǔ)采用聲學(xué)有限元法求解聲學(xué)Helmholtz方程來計(jì)算聲場(chǎng)。

本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生你會(huì)得到什么：1、學(xué)習(xí)底座模型的三維模型處理2、學(xué)習(xí)諧響應(yīng)分析相關(guān)的分析步的建立3、學(xué)習(xí)諧響應(yīng)分析相關(guān)的約束條件的建立4、學(xué)習(xí)諧響應(yīng)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 底座諧響應(yīng)分析。

本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生你會(huì)得到什么：1、學(xué)習(xí)連桿模型的三維模型處理2、學(xué)習(xí)諧響應(yīng)分析相關(guān)的分析步的建立3、學(xué)習(xí)諧響應(yīng)分析相關(guān)的約束條件的建立4、學(xué)習(xí)諧響應(yīng)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 連桿諧響應(yīng)分析。

樹脂絕緣干式變壓器諧響應(yīng)分析APP建立了變壓器有限元模型，研究變壓器的固有頻率、振型，及其在不同頻率和幅值的外部激勵(lì)作用下的振動(dòng)響應(yīng)。隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，樹脂絕緣干式變壓器已經(jīng)成為了電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的一種重要設(shè)備。樹脂絕緣干式變壓器的主要特點(diǎn)是采用環(huán)氧樹脂對(duì)線圈進(jìn)行整體真空澆注絕緣，具有良好的絕緣性能和防火性能，因而在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

在Workbench中，Maxwell中計(jì)算的定子內(nèi)表面徑向和切向磁拉時(shí)域力密度分布，作為激勵(lì)源，耦合到Mechanical 中進(jìn)行頻域的諧響應(yīng)分析；諧響應(yīng)分析的結(jié)果，作為激勵(lì)耦合到ANSYS Harmonic Acoustic 中，作為噪聲分析的激勵(lì)。 幾何模型 圖2 模型示意圖 材料參數(shù) ，仿真過程中使用的材料為默認(rèn)的結(jié)構(gòu)鋼2.

目標(biāo)：1、理解諧響應(yīng)分析的工作流程2、熟悉在 Ansys Mechanical 中通過命令片段定義粘彈性材料模型步驟：1、打開 Ansys Workbench，創(chuàng)建一個(gè) “諧響應(yīng)” 分析項(xiàng)目。設(shè)置單位系統(tǒng)為 (Kg, mm, s)。2、定義材料屬性。除默認(rèn)的結(jié)構(gòu)鋼材料外，新建一種材料作為粘彈性材料的占位符。

即壓縮機(jī)的實(shí)際振動(dòng)表現(xiàn)符合簡諧激勵(lì)下的強(qiáng)迫振動(dòng)理論，利用ANSYS諧響應(yīng)仿真模塊可以仿真壓縮機(jī)的切向、徑向、軸向振動(dòng)分布狀態(tài)。并且仿真方法可以規(guī)避多種不必要的試驗(yàn)測(cè)試誤差，對(duì)殼體各點(diǎn)位置的振動(dòng)分布規(guī)律表現(xiàn)的更為清晰。

圖 4固定支撐設(shè)置 圖 5模態(tài)計(jì)算結(jié)果 2) MSUP諧響應(yīng)計(jì)算 由于在模態(tài)分析中已經(jīng)施加了固定支撐，所以在諧響應(yīng)分析中不再設(shè)置。只需施加激勵(lì)即可。因?yàn)镻SD譜為G加速度譜，所以在諧響應(yīng)分析中施加加速度激勵(lì)，大小為9.8m/s^2，詳見下圖。

簡諧激勵(lì)下的穩(wěn)態(tài)聲場(chǎng)，聲壓可表述為隨時(shí)間簡諧振蕩的量， 聲學(xué)振動(dòng)作為一個(gè)宏觀物理現(xiàn)象，必須滿足三個(gè)基本物理定律，即：牛頓第二定律、質(zhì)量守恒定律和用于描述壓強(qiáng)、溫度與體積之間狀態(tài)關(guān)系的物態(tài)方程，最終推導(dǎo)得到聲場(chǎng)的偏微分方程為如下的Helmholtz方程： 上式中， 為波數(shù)，為聲波振動(dòng)的圓頻率，P為相應(yīng)點(diǎn)聲壓幅值，Q為聲源，可以表示點(diǎn)聲源、偶極子聲源或者四級(jí)子聲源。

5、由于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程的解答包括特解項(xiàng)和齊次通解項(xiàng)，而對(duì)于一類常見的動(dòng)力學(xué)問題——諧響應(yīng)問題，分析軟件給出的解答實(shí)際上是特解項(xiàng)，因此有些人直接施加簡諧荷載計(jì)算瞬態(tài)響應(yīng)的做法，顯然和諧響應(yīng)分析的解答不是一回事。 在仿真分析中，可能經(jīng)常會(huì)遇到一些計(jì)算結(jié)果不太容易解釋或存在疑惑的地方。

圖 4 自動(dòng)接觸探測(cè)以及接觸參數(shù)設(shè)置 圖 5 接觸類型的一鍵轉(zhuǎn)換 ? 邊界條件及載荷 本案例的計(jì)算分為兩個(gè)部分，分別為模態(tài)分析與諧響應(yīng)分析。在模態(tài)分析部分對(duì)振動(dòng)臺(tái)底部施加固定約束，諧響應(yīng)分析為固定約束處沿Z向的位移載荷，幅值為10mm，相位角為0。

圖 2 模型所定義旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)示意圖5、定義分析設(shè)置并施加邊界條件。相機(jī)實(shí)際工作載荷的頻率大概率處于低頻區(qū)間，因此將分析頻率范圍設(shè)定為 0~30Hz。設(shè)置 30 個(gè)求解間隔，采用完全求解法，并設(shè)定恒定結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù)為 0.02。以外加位移的形式對(duì)下方環(huán)形結(jié)構(gòu)施加外部激勵(lì)（見圖 3）。

有限元諧響應(yīng)求解 有限元諧響應(yīng)主要流程如下： 通過諧響應(yīng)可以得到以下信息： 1) 頻率響應(yīng)：確定電機(jī)在不同激勵(lì)頻率下的響應(yīng)情況。