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谐响应分析

[结构分析]（原创）谐响应分析总结[复制链接]

一什么是谐响应分析？

确定一个结构在已知频率的正弦（简谐）载荷作用下结构响应的

技术。谐响应分析的局限性

1.所有载荷必须随时间按正弦变化

2.所有载荷必须有相同的频率

3.不允许有非线性特性

4.不计算瞬态效应

可以通过瞬态动力学分析来克服这些限制，即将简谐载荷表示为

有时间历程的载荷函数。

二输入：

1.已知大小和频率的谐波载荷（力、压力和强迫位移）；

2.同一频率的多种载荷，可以是同相或不同相的。

三输出：

1.每一个自由度上的谐位移，通常和施加的载荷不同相；

2.其它多种导出量，例如应力和应变等。

四谐响应分析用于设计：

1.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；

2.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

五为什么要作谐响应分析？

1.确保一个给定的结构能经受住不同频率的各种正弦载荷（例如：

以不同速度运行的发动机）；

2.探测共振响应，并在必要时避免其发生（例如：借助于阻尼器

来避免共振）。

六谐波载荷的本性

1.在已知频率下正弦变化；

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2.相角y允许不同相的多个载荷同时作用，y缺省值为零；

3.施加的全部载荷都假设是简谐的，包括温度和重力。

七复位移

在下列情况下计算出的位移将是复数

1.具有阻尼

2.施加载荷是复数载荷（例如：虚部为非零的载荷）

3.复位移滞后一个相位角y（相对于某一个基准而言）

4.可以用实部和虚部或振幅和相角的形式来查看

八模型

1.只能用于线性单元和材料，忽略各种非线性；

2.记住要输入密度；

3.注意：如果ALPX（热膨胀系数）和DT均不为零，就有可能不

经意地包含了简谐热载荷。为了避免这种事情发生，请将ALPX设置为

零。如果参考温度[TREF]与均匀节点温度[TUNIF]不一致,那么DT为非

零值。

九施加谐波载荷并求解

1.所有施加的载荷以规定的频率（或频率范围）简谐地变化

2.“载荷”包括：

位移约束-零或非零的

作用力

压强

注意：如果要施加重力和热载荷，它们也被当作简谐变化的载荷

来考虑！

十规定谐波载荷时要包括：

振幅和相角

频率

1.振幅和相角

（1）载荷值（大小）代表振幅Fmax

（2）相角f是在两个或两个以上谐波载荷间的相位差，单一载荷

不需要相角f。

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（3）ANSYS不能直接输入振幅和相角，而是规定实部和虚部分

量；例如，施加两个简谐力F1和F2，其相角相差f:

F1real=F1max(F1的振幅