线性动力学分析教程之响应分析03--随机振动分析

iambadman

先写这个是因为经常看到有人问随机振动分析怎么做。

其实核心的东西分两步：
1）建立一个随机响应分析步。（简单吧）。
2）给一个随机振动的加载。（这个分两步，一个是你要建立一个加载的PSD曲线，第二个就是你要把这个曲线关联给你的加载，好像也挺简单的----操作都在CAE里完成）。

iambadman

附件为原始文件，一个是CAE文件，一个是WORD文件。







第一步：

1， 建立一个模态分析步（简）

2， 建立一个随机振动分析步；设置好相关参数，扫频的范围为1到2000HZ；分析采用模态阻尼，从1到20阶模态都是0.02。

第二步：

1， 在LOAD模块中进行操作，建立一个PSD曲线。本操作是在在基座上加载一个恒为10G2/HZ的功率谱曲线。

2， 建立一个BASE MOTION，选择加载的方向，本案例加载两个方向，X方向和Y方向，所以整个操作过程需要重复一次（BC-2为U1方向，BC-3为U2方向）把这个PSD曲线和加载关联起来。

然后就可以提交计算检查结果了。注意的是，随机振动的载荷输入单位是G2/HZ，所以输出的加速度单位也是一样的，同理，位移，速度也是类似的，仅仅是一个统计意义的数值，单位是统计意义的单位。

因为随机载荷是统计意义的，所以ABAQUS默认并不输出MISES应力，但是可以自己在OUTPUT中输出MISES应力和应力的均方根数值，这个功能是早期的版本没有的。

seerainbow

常见的随机信号的统计量包括平均值、均方值、方差。
校正一下，RMS是一个响应变量的均方值（E(x^^2)，表征功率量），即均方值=PSD曲线对频率横轴的包络面积。在目前的随机振动分析中，均假设给定输入的均值为零(E(x)=0)，根据均方值=均值的平方+方差，此时方差才等于均方值。

问题是：假如测定的随机信号输入的均值不为零，，，该随机振动分析该如何进行？

iambadman

先占座
（下面的内容来源一个网友的说明文件），个人认为红色的部分初学者需要注意，前面好像我也大致提了一下。

二：随机振动基本概念

1. 随机振动的输入量和输出量都是概率统计值，因此存在不确定性。输入量为PSD（功率谱密度）曲线，分为加速度、速度、位移或者力的PSD曲线；最常见的是加速度PSD，常用语BASE MOTION基础约束加载。

2. 随机振动的响应符合正态分布，PSD实际上是随机变量的能量分布，也就是在不同频率上的方差值，反映不同频率处的振动能量，PSD曲线所围成的面积是随机变量总响应的方差值；

3. RMS为随机变量的标准方差，将PSD曲线包络面积开平方即为RMS。

4. 随机振动输出的位移、应力、应变等值都是对应不同频率的方差值（即PSD值），量纲为x^2，当然也可以输出这些变量的均方根值（即RMS值）；abaqus6.10以上版本可以直接在场变量里面输出设置。见下文。

5. 如果是单个激励源，定义为非相关性分析，如是多个激励源，则需要定义相关性参数。因此出现type=uncorrelated。

HSK

嗯，下去试验下，我现在是靠添加分析步，然后加随机荷载来实现，感觉挺麻烦的~

bingga

PSD分析在inp中写一下也挺简单的

hhtnwpu

多谢楼主，很有启发，没有看到教程之02啊？

iambadman

seerainbow 发表于 2013-6-9 09:10
常见的随机信号的统计量包括平均值、均方值、方差。
校正一下，RMS是一个响应变量的均方值（E(x^^2)，表征 ...

这个，这个好像还真没仔细研究过。ABAQUS的分析一般都是期望为0的。如果期望不为0，就可以看出是一个恒定的静力+一个振动。。分两个分析步做试验一下。

我觉得这样的做法可能是只适合研究性质的东西，比如论文什么的，在实际工作中没见过。

bingga

iambadman 发表于 2013-6-14 10:06
这个，这个好像还真没仔细研究过。ABAQUS的分析一般都是期望为0的。如果期望不为0，就可以看出是一个恒定 ...

均值为零的正态分布？

iambadman

bingga 发表于 2013-6-14 17:41
均值为零的正态分布？

不大懂，和正态分布有关系？

bingga

iambadman 发表于 2013-6-17 09:24
不大懂，和正态分布有关系？

RMS不就是做高斯分布处理吗

zoudusheng

下载学习了，感谢版主

wzkcxl

版主威武，我等小民如沐春风，学习受教了

nwpucpw

我想请教下 如果随机激励的频率低于物体的固有频率（第一阶），在这种情况下随机振动分析还有意义吗

网格

先谢过楼主啊啊

deng_1110

版主威武，我等小民如沐春风，学习受教了

ahfyzhang123

！！！！！！！！！！！！！！！！

sawan1019

不知道问的专不专业  base motion 怎么选中模型中的具体位置？

declan2

受教，多谢楼主

pp2013

学习了，感谢楼主！