有限元分析-振動分析項目實例

2016-11-10 by:CAE仿真在線來源:互聯網

1.振動分析

本實例通過有限元分析軟件ansys對電路板進行固有振動頻率、諧振、響應譜分析或運輸過程中的隨機振動分析。

隨機振動是指:未來任一給定時刻的瞬時值不能預先確定的機械振動。它的運動規(guī)律不能用確定函數,只能用概率和統(tǒng)計方法來描述。隨機振動從振動的單次現象觀察存在著不確定性,但根據相同條件下多次測試的結果進行總體分析,其統(tǒng)計特征是確定的。隨機振動從激勵的頻率范圍觀察,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等產生的振動,都是隨機振動。隨機振動研究的問題通常有:確定響應統(tǒng)計特性的“預測”問題、估計系統(tǒng)性能的“識別”問題和尋找激勵信息的“測量”問題。

若系統(tǒng)的激勵是隨機過程,其響應也是隨機過程。隨機過程有各種類型,分為平穩(wěn)隨機過程和非平穩(wěn)隨機過程。前者又分為各態(tài)歷經和非各態(tài)歷經的隨機過程。為了真實和全面地描述隨機振動的激勵和響應,需要利用幅域、時差域和頻域的信息。

① 幅域:用幅值為橫坐標描述振動的規(guī)律,包括概率密度和概率分布函數等。如拖拉機在高低不平的田地上耕作,前橋上某一點的應力是隨機變量。對某一時間t范圍內的應力幅值加以統(tǒng)計,可以得到以應力幅值為橫坐標、以應力幅值出現的概率密度p()為縱坐標的曲線。由此可以求出不同的應力幅值的概率 Prob、應力的平均值和標準離差等,用以進行強度的可靠性設計。

② 時差域:用時間差為橫坐標描述振動的特性,包括自相關函數、互相關函數等。

③ 頻域:用頻率f為橫坐標描述振動的特性,包括自功率譜密度s(f)、互譜密度和相干函數等。如對機器外部的振動和噪聲信號在頻率域內進行信號處理,可以得到自功率譜密度函數圖。用這種圖可以監(jiān)控機械運行,以供分析機械故障的部位、性質和程度之用。

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