ANSYS振动系统瞬态动力学分析研究(3)

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2.1谐响应分析简介

谐响应分析是用来确定线性结构在正弦荷载作用下的稳态响应,目的是计算出在各种频率下的结构响应,并得到响应与频率的关系曲线。谐响应分析能预测结构的持续动力特性,继而验证设计能否成功地克服共振、疲劳,以及其他受迫振动引起的不良影响。谐响应分析用于多种设计，如：旋转设备（如压缩机、发动机、泵、涡轮机械等）的支座、固定装置和部件；受涡流（流体的漩涡运动）影响的结构，例如涡轮叶片、飞机机翼、桥和塔等。

一般情况下谐响应分析主要采用缩减法（Reduced）、模态叠加法（Mode Superpostion）、完全法（Full）。

完全法是默认的方法，也是最容易的使用方法。它采用完整的系数矩阵计算谐响应，不会涉及到质量矩阵的近似，所以不必关心如何选取主自由度或振型。系数矩阵即可以是对称的，也可以是不对称的。完全法也有它的弊端，它的缺点是它的预应力选项不可用，这就会导致计算量比较大。

缩减法顾名思义会压缩一部分内容，它的原理是通过采用主自由度和缩减矩阵来压缩问题的大小。主自由度处的位移计算出来后，它的结果可以被增加到原始的完整DOF集上。该方法较完全法优点是可以考虑预应力效果，但是不能施加单元载荷，所有的载荷必须施加在用户自己已经定义完成的主自由度上。

模态叠加法通过对模态分析来得到的振型，然后将得到的振形乘以因子并求和来计算结构的响应。对于许多问题，它有它独特的优点，它相比于前两种方法计算量都少。同时该方法可以考虑预应力的效果，允许考虑阻尼。但不能施加非零位移。谐响应分析有它的要求，它只进行线性分析，所有非线性特征会被忽略掉。同时它要求所有载荷必须具有相同的频率。所以说还是具有一定的局限性的。