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目標：1、理解諧響應分析的工作流程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 “諧響應” 分析項目。設置單位系統(tǒng)為 (Kg, mm, s)。2、定義材料屬性。除默認的結構鋼材料外，新建一種材料作為粘彈性材料的占位符。

在諧響應分析中插入后處理命令，并且確保其中cmsel命令后面的集合名稱，與named selections中的命名“body1”保持一致。完成后處理Command命令修改后即可提交計算。計算完成后在結果文件夾中有txt文檔和Von Mises應力掃頻曲線。

3 壓縮機振動仿真 ANSYS諧響應仿真模塊主要分析結構在周期性簡諧載荷作用下的動態(tài)響應，適用于壓縮機基頻振動的仿真模擬。

有限元諧響應求解 有限元諧響應主要流程如下： 通過諧響應可以得到以下信息： 1) 頻率響應：確定電機在不同激勵頻率下的響應情況。

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 點擊有限元分析>諧響應，彈出諧響應分析步彈窗； ② 在諧響應分析步彈窗中，a.輸入最小頻率、最大頻率、掃頻點數(shù)、偏置參數(shù)分別為1，1000，20，3；b.勾選臨界阻尼，使用默認參數(shù)0.02。

示例：1.模態(tài)疊加法隨機振動分析，計算結構模態(tài)。2.根據(jù)產品工作環(huán)境輸入環(huán)境PSD譜，3.根據(jù)模態(tài)仿真結果輸入，正弦駐頻頻率（通常由振型或者單位激勵的諧響應仿真的響應峰值確定）幅值、帶寬：根據(jù)試驗要求結合頻率點確定。（第一行116.36Hz，為驗證excel的計算結果是否與教材案例一致）4.點擊“組合”按鈕即可完成PSD疊加。

? 內嵌2D瞬態(tài)有限元? 全自動設置剖分和邊界條件? 高級計算功能：磁鋼渦流損耗；導條渦流損耗；繞組交流損耗? Dxf模型導入? 腳本編輯幾何模型? 用戶自定義電流波形? 用戶自定義斜極斜槽Motor-CAD Lab? 效率Map圖和損耗Map圖? 峰值轉矩轉速曲線計算? 連續(xù)轉矩轉速曲線計算? 運行周期性能分析?

在模態(tài)分析部分對振動臺底部施加固定約束，諧響應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 6 邊界條件設置 ? 求解參數(shù) 模態(tài)分析中，提取其前20階模態(tài)，之后進行諧響應分析，掃頻范圍為0~1400 Hz，結構阻尼系數(shù)設置為0.04。

在Maxwell 2D中，利用該電機的1/8模型，計算定子內表面徑向和切向磁拉力；然后在ANSYS Mechanical中進行該電機三維定子的諧響應分析；最后在ANSYS Harmonic Acoustic中進行三維聲場分析。

電機質量M，偏心質量m，動力分析中的質量應采用M還是M-m？ 工作頻率高于自振頻率時，啟動過程經(jīng)過自振頻率時會不會發(fā)生共振？ 為什么諧響應分析提取幅值結果時，相位角與計算值相反？ 地面運動問題如何處理？ 結構動力分析中的自重如何處理？

通過模態(tài)分析，可以了解葉片在不同頻率下的振動特性，為顫振分析提供基礎數(shù)據(jù)。在顫振分析中，模態(tài)分析通常用于驗證流體與結構耦合的合理性，并作為諧響應分析的基礎。諧響應分析：諧響應分析是研究葉片在正弦激勵下的振動響應。通過諧響應分析，可以預測葉片在特定頻率下的振動幅值，從而評估葉片的顫振風險。在模態(tài)分析的基礎上，設置位移或載荷幅值及掃頻范圍，計算得到葉片結構的幅頻圖，從而分析葉片的顫振特性。

圖11 DOE計算case圖12 模型相關性圖13 為30階與60階諧次幅值響應面結果，通過該圖中可直觀看出對于降低各自響應幅值變參最優(yōu)的范圍，對于30階幅值而言，左圖顯示螺旋角修形量越小，鼓型修形量為8um左右對應響應值越小，而對于60階而言，右圖顯示鼓型修形量越大，螺旋角修形越小響應幅值越小。

在諧響應分析的基礎上，對優(yōu)化前后的電機方案進行電磁噪聲分析。以電機機殼外表面基礎建立球形聲域模型，并在其外表面導入速度邊界條件, 以其外表面為噪聲輻射面。仿真得到電磁噪聲聲壓頻，如圖9所示。

: 創(chuàng)建定子機殼周圍空氣域為聲場域，定義聲場輻射邊界條件，直接導入上一步結構諧響應分析獲得的各個轉速工況下定子機殼外表面振動速度激勵，作為聲場分析的激勵源。

目標：1、理解在 ANSYS 中進行諧波分析的工作流程；2、加深對共振與阻尼原理的理解，并掌握二者在工程實際中的應用方法。步驟：1、打開 ANSYS Workbench，新建諧波響應分析項目，并檢查單位設置。2、為所有零部件定義材料屬性。材料詳細參數(shù)可參考模型文件；本次仿真僅用于演示操作流程，非精密工程設計，因此所有材料參數(shù)均為假設取值。

表4 靜水力計算結果 2.2 響應幅值算子搖蕩響應幅值算子即單位規(guī)則波下艦船的運動幅值。AQWA軟件對艦船的橫搖、艏搖、縱搖、縱蕩、橫蕩和垂蕩6個自由度下隨不同頻率規(guī)則波的搖蕩幅值算子定義如公式（1）所示[6]。式中：Yyζ（ω）為艦船的響應幅值算子；ζA為波幅；YA（ω）為艦船的運動幅值。

2.2 結構分析基礎 通過電磁場分析得到鐵芯和繞組所受的電磁力分布，對其進行傅里葉變換，可以得到電磁力各諧波分量的幅值和相位角大小，將其作為簡諧激勵源，進行結構的諧響應分析。 諧響應分析的運動控制方程為： 其中假設F和u做簡諧變化，則：2.3 噪聲分析基礎采用聲學有限元法求解聲學Helmholtz方程來計算聲場。

圖16 電機實際輸出三相電流 由圖18很直觀可看出，電機呈現(xiàn)明顯48階主諧次響應，同時在開關頻率主線附近呈現(xiàn)很明顯的傘狀諧次噪聲。圖17 電機殼體表面關注點振動結果圖18 電機殼體表面節(jié)點振動Campbel圖 圖19為不加SVPWM控制與加SVPWM控制的對比，右圖很直觀的看出在高頻區(qū)域帶有PWM控制的振動速度幅值明顯比沒帶的大。