PSD随机振动输入和输出

xiaoshuai

我一共有64仿真币，税后支付61，自己留三个。问题实在紧急，盼望大家的帮助！
大家好，我最近再做一个结构的振动问题，遇到了关于随机振动的一些问题，看了不少资料和ansys的PSD分析，还是搞不清楚，马上就要交论文，十分着急，诚恳希望得到大家的帮助！
题目是用数值方法模拟一篇文献中提到的工程检测方法。在一个工程结构（类似于框架房屋）上某处（到有限元中估计应该是节点激励）用水平起振机施加水平激励，在不同的构件出放置拾震器，最后得到不同构件之间的相干函数。
有关起振机的信息：击振力 F=A*f^2*sin(B*f*t)， 其中A，B为常数，t为时间，f为频率，最大击振力40KN，实际试验中是进行0.5Hz-20Hz的扫频。
文献中提到的功率谱，相干函数等概念都属于随机振动的范畴，我想问，这个击振力的关系是已知的，随机体现在哪里？  如果使用PSD分析，输入应该是一个谱，对于我的问题来说，应该是个力谱吧。这个“力谱”到底是什么含义？谱中应为力-频率的曲线，那么时间怎么考虑，纵坐标这个“力”是不是指的是某个频率（f）下击振力的最大值（也就是sin为1的情况）？ 输出的PSD谱是功率谱密度，是不是文献中提到的S(xx)？能不能求互功率谱密度？扫频怎么个扫法？扫频在有限元中如何实现？
或者我这个问题根本不用PSD做，就是一个给定荷载随时间变化（假定扫频为有规律的，即频率是时间的函数，则击振力位时间的一元函数）的时程曲线，求解瞬态动力学问题，正常输出节点处的响应（速度，加速度），然后编程求功率谱密度，相干函数？
非常着急，求解！
附：题目背景

htbbzzg

你的仿真币我不要，试试回答一下：
正如你所说，对于给定激振力的情况，应该不属于随机振动问题，再加上扫频，应该属于谐波响应问题。
另外，你说的相干函数，对你的问题应该是传递函数吧？即在一个点施加单位激励，在另一个点产生的响应，为这两点之间的彻底函数。

xiaoshuai

感谢你的解答，我在另一个板里回复了~就是说我的问题中并不存在（也得不出）一个“力谱”是吧？，不是传递函数，应该还是相干函数~那我按照 “力-时间”的荷载曲线求瞬态动力学问题就可以了吧？貌似也不是谐波的问题，因为力的幅值也是在变化的~感谢

xiaoshuai

另外，您帮忙看一下这个输入怎么模拟~“激励由DY-300-2-60电动振动系统产生的施加于的随机激励来模拟，激励的功率谱密度大小为0.3（m.s^-2)^2/Hz，激励频率带宽为50-300Hz”

xiaoshuai

请问用PSD分析可以得到节点响应随时间变化的值吗

htbbzzg

做频率扫描 (谐波响应分析) 时，并不要求力值是个常数，而是可以随频率变化的 (把你给出的力随频率的变化公式绘制为曲线，用几段直线来模拟，也就是力谱)；
当然你也可以当做瞬态问题来求解，不过由于力随时间的变化与频率有关，即不同频率的激振力随时间变化的曲线是不一样的，这样一来，就需要对不同的频率分别进行瞬态计算，工作量就太大了。

xiaoshuai

你好~明白您的意思了，就是说谐波分析中力的幅值可以随频率变化，针对于我这道题目中  F=A*f^2*sin(B*f*t)， 其中A，B为常数，t为时间，f为频率，就是可以给定|F|=A*f^2, 相位中的f就不考虑了~但是谐波分析是为了得到系统在一些列频率的正弦荷载下的响应，和功率谱密度及相干函数不是一回事吧，求解相关函数需要的是响应时程曲线。我设定0-6Hz，线性扫频，一秒钟扫完，100个点，即每次时间增加0.01s,频率增量为0.06Hz. 荷载曲线有100个点。 用dyna做了瞬时动力计算，3个小时左右~ 我刚刚接触，估计很多回答不对，见笑了

哥舒高封

首先,从你输入的激振力上明显看出 这是典型的正弦激励，真正实验用的随机振动，输入的是功率谱密度PSD，对PSD曲线包围下的区域求面积再均方根，得出的是GRMS，请问你做实验的时候是这个单位吗？
我估计不是，还是那句话 这本质上就是正弦激励，你所放置的拾振器 彼此之间的关系不是什么相干函数，源头输入的本就是正弦激励，彼此之间谈不上什么关系，无非就是不同部分之间的各个模态表现而已。
其次，解释下功率谱，基于随机振动，没人知道下一阶段他表现出什么确定的函数，采用的是统计学原理，也就是这个功率谱本质上是概率密度函数，在不同区间的频率上出现这种形式的振动是多大的概率。
再次，如果仿真的话别往随机振动上靠，不用PSD做就行，直接给定一个正弦规律的函数再做下一步工作。

lihongtao423

哥舒高封 发表于 2011-9-25 21:54
首先,从你输入的激振力上明显看出 这是典型的正弦激励，真正实验用的随机振动，输入的是功率谱密度PSD，对P ...

我想问下测量的载荷PSD一般上都是曲线很不规范的，而振动台要求输入的PSD都是很规范，这个怎么转换，就是直接直线代替？

757659093

htbbzzg 发表于 2011-9-15 20:29
你的仿真币我不要，试试回答一下：
正如你所说，对于给定激振力的情况，应该不属于随机振动问题，再加上扫 ...

大神您好 虽然我不知道你叫什么 但我知道你是大神。小弟有个问题急需解决。就是用workbench做随机振动分析的时候，输出的加速度响应都是加速度谱密度单位为g^2/Hz的响应曲线，我想问怎么才能输出gsm加速度响应曲线？

htbbzzg

  抱歉，我不熟悉 Workbench。
  如果是在 ANSYS APDL 中，随机响应分析是可以输出 位移结果的，然后你可以将位移对时间求两次导数以得到加速度。