随机振动单位问题

xtf314

《新编MD Nastran有限元实例教程》3.7.2节的随机振动分析实例，为T形板在1Pa的均匀面压作用时的随机振动分析，书中算例采用的kg-m-s-N-Pa的单位制，PSD采用的是图1中的第1列数值。
1. 由于我想看应力RMS结果，所以没有取书中那样设置PSD（图1中第1列），我的PSD值取的是图1中第2列的值，得到最大的应力RMS值为8.17e5（图2），可理解为应力RMS结果应该为0.817MPa吧？

2. 我用t-mm-s-N-MPa的单位制又分析了一次，为与上面的模型保持一致，频响分析时载荷取为1e-6(MPa)，PSD取为图1中的第3列数值，得到最大的应力RMS值为8.17e2（图3），可理解为817MPa吧？为什么两次计算结果会不一样？哪个对哪个错？

这个单位问题困扰我很久了，身边又没人可以讨论，求大家不吝赐教！谢谢！

yfh1984

case1中单位不封闭，应该定义的有param,wtmass，0.001卡片。case2单位是封闭的，因此不需要定义该卡片（也就是说为默认的param,wtmass，1）。楼主检查下，是case1中没有定义该卡片，还是更换为case2后该卡没删除？

xtf314

yfh1984 发表于 2016-4-7 23:18
case1中单位不封闭，应该定义的有param,wtmass，0.001卡片。case2单位是封闭的，因此不需要定义该卡片（也 ...

多谢回复。
两种情况频响分析的bdf文件中都没有param,wtmass的卡片，说明都是默认值1；随机响应分析是在patran中操作的，并没有生成输入文件，请问需要怎么查看随机响应分析的输入文件？
另外，我查看了两种情况的频响结果，是完全一致的。如f=5Hz时，case1的最大位移为8.98e-5(m), case2的最大位移为8.98e-2(mm).
随机响应分析需调用频响结果和载荷PSD，既然频响结果一致，那么是说问题出在PSD的单位上吗？

yfh1984

xtf314 发表于 2016-4-8 18:01
多谢回复。
两种情况频响分析的bdf文件中都没有param,wtmass的卡片，说明都是默认值1；随机响应分析是在p ...

首先case1，不定义param,wtmass卡片肯定是不对的，因为单位不封闭。
从以往生成mnf文件的经验来看，case1的频率和case2的频率相差根号1000的倍数关系。

另外，提醒下楼主，你是直接将材料的参数由米制改为mm制？还是先将模型放大了1000倍后，再将材料的参数由米制改为mm制？如果没有进行缩放，你不觉得首先两个模型的尺寸就不一样吗？所以最好能将两种情况的bdf文件上传下看看。

xtf314

yfh1984 发表于 2016-4-8 18:16
首先case1，不定义param,wtmass卡片肯定是不对的，因为单位不封闭。
从以往生成mnf文件的经验来看，case1 ...

两个模型在patran里的尺寸是不同的，差1000倍。

yfh1984

首先说声不好意思，第一反应以为楼主case1用的是kg，mm制，所以说单位不封闭，需要定义wtmass。后来才反应过来是kg，m国际单位，太不好意思了

下面说说模型中的问题：
1、问题应该在case2中的载荷上。随机振动是基于单位频率响应的，case1没问题，单位压力是1Pa，case2中单位压力应该是1Mpa，而你施加的是1Pa。
2、模型中的激励是压力载荷，而你施加的功率谱曲线尽然是加速度谱。。。。。。只有强迫运动，激励是加速度是，功率谱才应该是加速度谱。这里你是不是乱套用功率谱了？
3、说下模型中的另一个问题，模态提取的频率为500Hz，频率响应的最大频率也是500Hz。一般模态提取的最大频率为频率响应分析最大频率的两倍。

yfh1984

问题正如上楼我所述的：一是case2压力载荷单位不对，单位压力应该是1MPa；
二是功率谱有问题。现在就假设你施加的力载荷谱，那么case2的载荷应该为case1的1E-12

下面是我按照上面的假设施加功率谱的结果，为了方便，我取的g=10，也就是说5HZ时，PSD=1
由于本人没有装patran，所以用的是hypermesh做的前处理，输出了节点位移的RMS值，随意取的节点node 100


红色的为mm单位制的，蓝色为m单位制的，正好是1000倍


下面是我在hypermesh中做的前处理，nastran可以直接分析，生成位移的RMS值，结果在.pch文件中，可以用hyperview查看数据

xtf314

yfh1984 发表于 2016-4-9 14:09
问题正如上楼我所述的：一是case2压力载荷单位不对，单位压力应该是1MPa；
二是功率谱有问题。现在就假设你 ...

多谢赐教，受益匪浅。
确实是我case2载荷单位和功率谱的问题。按照你说的，我重新计算了case2（载荷1MPa，功率谱取为case1的1E-12），这回结果和case1一致了，但并没有如你计算的差了10^3。
由于是书上的例子，其实我也纳闷载荷功率谱的单位为什么是加速度的平方，本人初学随机振动，对功率谱的概念还不是很理解。
所以还想请教下，载荷的功率谱密度单位是什么？case2的功率谱密度取为case1的1E-12，是怎么得来的？
另外自己得学习下随机振动的相关理论了，请问有没有推荐的书和算例？谢谢了。

yfh1984

xtf314 发表于 2016-4-10 21:32
多谢赐教，受益匪浅。
确实是我case2载荷单位和功率谱的问题。按照你说的，我重新计算了case2（载荷1MPa ...

我的例子中输出的是随机振动位移的RMS值，case1的单位为m，case2的单位为mm，两者之间肯定相差1000啊


功率谱的单位就是：（激励力）^2/Hz啊，这里你的激励力为压力，case1为（Pa）^2/Hz,case2为（MPa）^2/Hz，他们俩相差1E-12

xtf314

yfh1984 发表于 2016-4-10 21:43
我的例子中输出的是随机振动位移的RMS值，case1的单位为m，case2的单位为mm，两者之间肯定相差1000啊

原来如此，我的结果是换算过单位之后的。
茅塞顿开啊，十分感谢！Orz

深刻

楼主，模型中的激励是压力载荷，而你施加的功率谱曲线是加速度谱，你现在知道为什么施加加速度谱不？
随机振动分析时如果还有其它载荷的力，频响函数该怎么求解？

深刻

yfh1984 发表于 2016-4-10 21:43
我的例子中输出的是随机振动位移的RMS值，case1的单位为m，case2的单位为mm，两者之间肯定相差1000啊

你好，我问下，计算加速度功率谱密度载荷下的随机振动时，如果含有静压载荷，静压载荷该怎么处理呢？

Judy_smile

yfh1984 发表于 2016-4-8 18:16
首先case1，不定义param,wtmass卡片肯定是不对的，因为单位不封闭。
从以往生成mnf文件的经验来看，case1 ...

请问下定义psd曲线时，有个g值设置，不同单位下输入的不一样吗？