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有限元分析--振動(dòng)分析項(xiàng)目實(shí)例

2011-12-17 17:58 by:有限元分析_廣州來(lái)源:廣州有限元培訓(xùn)中心

1.振動(dòng)分析

本實(shí)例通過(guò)有限元分析軟件ansys對(duì)電路板進(jìn)行固有振動(dòng)頻率、諧振、響應(yīng)譜分析或運(yùn)輸過(guò)程中的隨機(jī)振動(dòng)分析。

ANSYS 振動(dòng)分析

隨機(jī)振動(dòng)是指：未來(lái)任一給定時(shí)刻的瞬時(shí)值不能預(yù)先確定的機(jī)械振動(dòng)。它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不能用確定函數(shù)，只能用概率和統(tǒng)計(jì)方法來(lái)描述。隨機(jī)振動(dòng)從振動(dòng)的單次現(xiàn)象觀察存在著不確定性，但根據(jù)相同條件下多次測(cè)試的結(jié)果進(jìn)行總體分析，其統(tǒng)計(jì)特征是確定的。隨機(jī)振動(dòng)從激勵(lì)的頻率范圍觀察，總是有寬帶的形式。如車輛因路面高低不平、飛行器因大氣湍流和船舶因海浪波動(dòng)等產(chǎn)生的振動(dòng)，都是隨機(jī)振動(dòng)。隨機(jī)振動(dòng)研究的問(wèn)題通常有：確定響應(yīng)統(tǒng)計(jì)特性的“預(yù)測(cè)”問(wèn)題、估計(jì)系統(tǒng)性能的“識(shí)別”問(wèn)題和尋找激勵(lì)信息的“測(cè)量”問(wèn)題。

若系統(tǒng)的激勵(lì)是隨機(jī)過(guò)程，其響應(yīng)也是隨機(jī)過(guò)程。隨機(jī)過(guò)程有各種類型，分為平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程和非平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程。前者又分為各態(tài)歷經(jīng)和非各態(tài)歷經(jīng)的隨機(jī)過(guò)程。為了真實(shí)和全面地描述隨機(jī)振動(dòng)的激勵(lì)和響應(yīng)，需要利用幅域、時(shí)差域和頻域的信息。

① 幅域:用幅值為橫坐標(biāo)描述振動(dòng)的規(guī)律，包括概率密度和概率分布函數(shù)等。如拖拉機(jī)在高低不平的田地上耕作，前橋上某一點(diǎn)的應(yīng)力是隨機(jī)變量。對(duì)某一時(shí)間t范圍內(nèi)的應(yīng)力幅值加以統(tǒng)計(jì)，可以得到以應(yīng)力幅值為橫坐標(biāo)、以應(yīng)力幅值出現(xiàn)的概率密度p()為縱坐標(biāo)的曲線。由此可以求出不同的應(yīng)力幅值的概率 Prob、應(yīng)力的平均值和標(biāo)準(zhǔn)離差等，用以進(jìn)行強(qiáng)度的可靠性設(shè)計(jì)。

② 時(shí)差域:用時(shí)間差為橫坐標(biāo)描述振動(dòng)的特性，包括自相關(guān)函數(shù)、互相關(guān)函數(shù)等。

③ 頻域：用頻率f為橫坐標(biāo)描述振動(dòng)的特性，包括自功率譜密度s(f)、互譜密度和相干函數(shù)等。如對(duì)機(jī)器外部的振動(dòng)和噪聲信號(hào)在頻率域內(nèi)進(jìn)行信號(hào)處理，可以得到自功率譜密度函數(shù)圖。用這種圖可以監(jiān)控機(jī)械運(yùn)行，以供分析機(jī)械故障的部位、性質(zhì)和程度之用。