结构谐响应分析问题汇总

pa哥

各位老师，你们好！最近在研究结构的谐响应分析，有以下问题：（1）子步数。谐响应分析中，我试算两种不同的子步数，一种是100步，一种是500步，但是结果一致，这里面是否有问题，子步数多的是不是结果更精确？（2）施加载荷幅值大小。我试算三种不同的载荷，一种是160000KN，一种是1600KN，一种是0KN，前两种结果是一致的，0KN的结果与前面趋势一致，但是结果大小稍小一点，如果正常来说，0KN响应结果不是应该为0或者很小很小么？（3）阻尼。我试算了两种阻尼，一种是瑞丽阻尼，一种固定阻尼比，结果大致相同，是不是阻尼对谐响应分析结果无影响？（4）速度与加速度响应。在谐响应分析中，是不是只能得到位移响应，无法得到速度与加速度响应（5）谐响应分析与瞬态响应分析的联系。如果知道载荷的幅值和频率，对结构进行瞬态响应分析，得到位移响应曲线，能否在谐响应分析中得到该激振频率下的位移幅值，与瞬态响应得到的位移曲线有何联系？
综上所述，谐响应分析只能用于确定结构在何种频率下会发生共振，其位移值并没有实际意义

请各位老师批评指正，我做的海洋平台的结构动力响应

Rainyboy

我来回答一下吧，首先楼主的结论

“综上所述，谐响应分析只能用于确定结构在何种频率下会发生共振，其位移值并没有实际意义”

是错误的，谐响应分析的位移有确定的实际意义，那就是结构在给定的简谐激励下的稳态变形，这也是为什么我们叫他“谐响应”分析的原因。
实际上楼主得出这个结论仅仅是因为所列的第（2）条中，计算结果与预期不匹配造成的，很有可能是在建模分析过程中的一些错误导致的。仅仅根据一条尚未确证的算例就下一般性断言"综上所述，谐响应分析只能用于确定结构在何种频率下会发生共振，其位移值并没有实际意义"，个人认为不是做学问，也不是做工程的态度。

关于所列的几个问题：

（1）子步数。谐响应分析中，我试算两种不同的子步数，一种是100步，一种是500步，但是结果一致，这里面是否有问题，子步数多的是不是结果更精确？

谐响应计算中，子步仅仅表示对频域的取点，在计算当前子步时并不需要借鉴其他子步的数据，所以计算结果理应一致。所谓子步数对计算结果的影响，楼主应该指的是瞬态分析中所用到的数值积分方法。在这里不是一个概念。

（2）施加载荷幅值大小。我试算三种不同的载荷，一种是160000KN，一种是1600KN，一种是0KN，前两种结果是一致的，0KN的结果与前面趋势一致，但是结果大小稍小一点，如果正常来说，0KN响应结果不是应该为0或者很小很小么？

这个我无法回答，如果没有激励，响应确实应该为零或者很小，应该是处理过程中一些细节出了问题。

（3）阻尼。我试算了两种阻尼，一种是瑞丽阻尼，一种固定阻尼比，结果大致相同，是不是阻尼对谐响应分析结果无影响？

这只能说明“阻尼在ANSYS中的处理方式对结果影响不大”，而不是“阻尼对谐响应分析结果无影响”，具体关于ANSYS中队阻尼的处理以及它们相互之间的关系，请移步：
http://forum.vibunion.com/thread-97531-1-1.html

（4）速度与加速度响应。在谐响应分析中，是不是只能得到位移响应，无法得到速度与加速度响应

谐响应分析中的速度，加速度和位移响应相互之间的关系为，可以通过简单的后处理得到：

{f a} = -omega^2{f u}
{f v} = -jomega{f u}

（5）谐响应分析与瞬态响应分析的联系。如果知道载荷的幅值和频率，对结构进行瞬态响应分析，得到位移响应曲线，能否在谐响应分析中得到该激振频率下的位移幅值，与瞬态响应得到的位移曲线有何联系？

如前所述，谐响应分析分析的是稳态振动响应，它对应的是瞬态响应在经历了想当长的一段时间（以便初始条件引起的响应完全被阻尼衰减）后的响应幅值和相位。

另一方面，谐响应分析得到的结果还可以理解为系统在激振点的传递函数的频谱，将其作傅立叶反变换就是系统的单位脉冲响应函数。这样，将激振力和单位脉冲响应函数作卷积，理论上可以得到和直接进行瞬态响应一致的结果。

pa哥

Rainyboy 发表于 2015-5-30 17:44
我来回答一下吧，首先楼主的结论

“综上所述，谐响应分析只能用于确定结构在何种频率下会发生共振，其 ...

谢谢老师指导解答

yezi111

楼主的问答没有一个是对的。建议先学点振动基础知识再去做仿真

wcykobe

遐迩

（5）谐响应分析与瞬态响应分析的联系。如果知道载荷的幅值和频率，对结构进行瞬态响应分析，得到位移响应曲线，能否在谐响应分析中得到该激振频率下的位移幅值，与瞬态响应得到的位移曲线有何联系？

瞬态分析和谐响应分析得出的位移幅值并不是一个东西，瞬态分析得出的只是一个趋势，即响应的变化趋势，位移值仅仅作为参考。而谐响应的位移值是可以作为实际位移值来看的。所以，要说二者的联系的话，那就是二者趋势相同