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Abaqus有限元仿真分析中随机响应分析的几个必懂问题

发布者:admin   发布时间: 2017-08-18 浏览次数:

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 今天,有限元科技小编跟大家分享的是:Abaqus有限元仿真分析中随机响应分析的几个必懂问题。

 1、关于dB这个单位我们来聊一聊

 在对结构做随机振动试验或用有限元软件对结构做随机振动分析时,施加在结构上的随机激励载荷条件(即功率谱密度曲线)通常是用不同频率范围内单位倍频程所对应的分贝数来表达的。典型的随机激励载荷的表达形式如表1所示(g为重力加速度),其在对数坐标下功率谱密度值随频率变化的曲线如图1所示。


 

Abaqus有限元仿真分析中随机响应分析的几个必懂问题

表格1随机激励载荷表


 随机响应的输入与输出概念

 随机响应分析是一个频域的线性摄动分析过程,假设结构体系为线性行为,随机响应通过结构的特征模态来计算得到。

 下面让我们来聊聊统计谱及其相关定义。

 一个重要的概念—方差。方差是用来度量随机变量与其平均值差的平方的时间平均值。


Abaqus有限元仿真分析中随机响应分析的几个必懂问题

 标准差RMS(ROOTMEANSQUARE)—随机响应分析中比方差更重要的概念。其值定义为:


Abaqus有限元仿真分析中随机响应分析的几个必懂问题

 2、随机变量的功率谱密度(PSD)的含义:

 (1)PSD曲线表征(以平均平方值的形式)每单位频率的功率分布的频域函数。

 (2)随机变量z(t)的平均平方值(方差)可以通过以下表达式表示:


Abaqus有限元仿真分析中随机响应分析的几个必懂问题

 即方差可以通过PSD曲线的积分得到,PSD曲线的单位是(unit*2)/Hz。

 (3)以一个悬臂梁的例子看看随机响应分析

 关键步骤,定义PSD,如下图所示:


Abaqus有限元仿真分析中随机响应分析的几个必懂问题

图1定义PSD曲线


 看清楚,有几种PSD可以用,选择合适的。这里我们选g。在大多数数学上的观点,PSD曲线代表着复载荷,一般情况下,IM值为0,以后我们再讲什么情况下,IM不为0。

 确保以下几个变量在你的场输出名单里,因为我们看结果要用。


Abaqus有限元仿真分析中随机响应分析的几个必懂问题

图2关键输出变量


Abaqus有限元仿真分析中随机响应分析的几个必懂问题

Abaqus有限元仿真分析中随机响应分析的几个必懂问题

图3定义随机分析步及模型图示


 分析结果,如下面图示:


Abaqus有限元仿真分析中随机响应分析的几个必懂问题

图4RU2结果图


Abaqus有限元仿真分析中随机响应分析的几个必懂问题

图5RA2结果图


 看出特征没有,RA2与RU2的结果一定是递增的。这由前面的理论分析可得出,这里只是再检验一下。同时,RA2与RU2的单位是什么呢?这个留作思考题,不妨自己动手去检验一下。

 深圳市有限元科技有限公司是Abaqus软件的一级代理商,并代理国外其他多款cae软件,有限元科技是以工程仿真软件开发为核心,集cae咨询、cae培训、cae软件研发与销售为一体的高科技企业。公司秉承以最高质量的产品和最高质量的服务满足客户的各种需求的服务理念,致力于为客户提供一站式cae整体解决方案,目前已为全国超过500家企业提供cae分析服务。



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