1、有限元分析基础培训 振动分析,公司内部文件，未经许可严禁向外部传播,课程大纲,一.机械振动的基本原理,机械振动的基本原理,在自然界、工程技术、日常生活和社会生活中，普遍存在着物体的往复运动或状态的循环变化，这类现象称为振荡。振动是一种特殊的振荡，即平衡位置附件微小或有限的振荡。工程技术所涉及的机械和结构的振动称作机械振动。,最简单的振动系统（无阻尼自由振动）为质量-弹簧系统 。,机械振动的基本原理,在许多情况下，机械振动被认为是消极因素。例如，振动会影响精密仪器的性能，降低加工精度和光洁度，加剧构件疲劳和磨损，缩短机械和结构物的使用寿命；甚至引起结构的破坏。对应于工业用灯具，振动环境复杂，从市
2、场反馈的情况来看，抗振性是影响灯具试用范围的主要制约因素。,机械振动的基本原理,振动问题所涉及的内容可用系统、激励和响应来概括。机械部件、工程结构等研究对象称为振动系统，简称系统。构成系统的基本要素是惯性元件（质量）和弹性元件（弹簧），实际工程系统中还有阻尼元件（黏壶）。质量储存的动能和弹簧储存的势能在振动中互相转换，阻尼则消耗系统的能量。初始干扰、强迫力等外界对于系统的作用统称为激励；系统在激励作用下产生的运动称为系统的响应。灯具为系统；激励是灯具的振动环境；灯具的振动就是响应，也是灯具抗振性能的指标。,机械振动的基本原理,按对系统的激励类型分为： （1）、自由振动：系统受初始激励后不再受外
3、界激励的振动。（冲击振动） （2）、受迫振动：系统在外界控制的激励作用下的振动。（大多数的振动） （3）、自激振动：系统在自身控制的激励作用下的振动。（发电机等的振动） （4）、参数振动：系统自身参数变化激发的振动。（溜溜球等的振动）按系统的响应类型分为： （1）、确定性振动：响应是时间的确定性函数。根据响应存在时间分为暂态振动和稳态振动：前者只在较短的时间中发生，后者可在充分长时间中进行。根据响应是否有周期性还可分为： a）、简谐振动：响应为时间的正弦或余弦函数。 b）、周期振动：响应为时间的周期函数，可用频谱分析方法展开为一系列周期可通约的简谐振动的叠加。 c）、准周期振动：若干个周期不可
4、通约的简谐振动组合而成的振动。 d）、混沌振动：响应为时间的始终有限的非周期性函数。 （2）、随机振动：响应为时间的随机函数，只能用概率统计的方法描述。在现实的环境中基本没有完全满足确定性的振动，但根据不同的需要或者工作的侧重，随机振动可以简化为确定性振动的某一种。,机械振动的基本原理,有限元方法模拟振动试验,用有限元方法模拟振动试验，属于动力学分析范畴。动力学分析前一般要求进行结构的模态分析。振动分析一般分为： 谐响应分析：谐响应分析是用于确定线性结构在承受随时间按正弦（简谐）规律变化的载荷时稳态响应的一种技术 。 谱分析：它是模态分析的扩展，用于计算结构对地震及其它随机激励的响应。 随机振
5、动分析：它是确定随时间变化载荷（例如爆炸）作用下结构响应的技术。,模态分析及WORKBENCH实施实例,什么是模态分析? 模态分析是用来确定结构的振动特性的一种技术，包括以下三个要素： a、自然频率，也叫固有频率 b、振型 c、振型参与系数 （即在特定方向上某个振型在多大程度上参与了振动） 模态分析的好处： a、使结构设计避免共振或以特定频率进行振动（例如扬声器）； b、使工程师可以认识到结构对于不同类型的动力载荷是如何响应的； c、有助于在其它动力分析中估算求解控制参数（如时间步长）。,模态分析及WORKBENCH实施实例,模态分析及WORKBENCH实施实例,模态分析及WORKBENCH实
6、施实例,模态分析中材料必须设定质量属性即密度。,模态分析及WORKBENCH实施实例,模态分析中，网格的精度相对来说不是很重要，为了节省计算资源可以采用最粗糙的网格。,模态分析及WORKBENCH实施实例,模态阶数，一般不用太多，默认是6阶。,模态分析及WORKBENCH实施实例,模态分析中，加载 只要且必须加位移约束，加其它载荷将被忽略。,模态分析及WORKBENCH实施实例,固有频率,模态分析及WORKBENCH实施实例,选择模态，计算构型,模态分析及WORKBENCH实施实例,随机振动(PSD)的有限元模拟,随机振动(PSD)的有限元模拟,借用前面模态计算的数据。,随机振动(PSD)的有限元模拟,随机振动(PSD)的有限元模拟,注意振动轴的选取,随机振动(PSD)的有限元模拟,都是以频率为横轴的。,随机振动(PSD)的有限元模拟,随机振动(PSD)的有限元模拟,随机振动(PSD)的有限元模拟,梁在不同约束下的模态分析比较,梁在不同约束下的模态分析比较,梁在不同约束下的模态分析比较,梁在不同约束下的模态分析比较,梁在不同约束下的模态分析比较,Thank You !,
