有限元分析-振動分析項目實例

2016-11-10 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

1.振動分析

本實例通過有限元分析軟件ansys對電路板進行固有振動頻率、諧振、響應(yīng)譜分析或運輸過程中的隨機振動分析。

隨機振動是指:未來任一給定時刻的瞬時值不能預(yù)先確定的機械振動。它的運動規(guī)律不能用確定函數(shù),只能用概率和統(tǒng)計方法來描述。隨機振動從振動的單次現(xiàn)象觀察存在著不確定性,但根據(jù)相同條件下多次測試的結(jié)果進行總體分析,其統(tǒng)計特征是確定的。隨機振動從激勵的頻率范圍觀察,總是有寬帶的形式。如車輛因路面高低不平、飛行器因大氣湍流和船舶因海浪波動等產(chǎn)生的振動,都是隨機振動。隨機振動研究的問題通常有:確定響應(yīng)統(tǒng)計特性的“預(yù)測”問題、估計系統(tǒng)性能的“識別”問題和尋找激勵信息的“測量”問題。

若系統(tǒng)的激勵是隨機過程,其響應(yīng)也是隨機過程。隨機過程有各種類型,分為平穩(wěn)隨機過程和非平穩(wěn)隨機過程。前者又分為各態(tài)歷經(jīng)和非各態(tài)歷經(jīng)的隨機過程。為了真實和全面地描述隨機振動的激勵和響應(yīng),需要利用幅域、時差域和頻域的信息。

① 幅域:用幅值為橫坐標(biāo)描述振動的規(guī)律,包括概率密度和概率分布函數(shù)等。如拖拉機在高低不平的田地上耕作,前橋上某一點的應(yīng)力是隨機變量。對某一時間t范圍內(nèi)的應(yīng)力幅值加以統(tǒng)計,可以得到以應(yīng)力幅值為橫坐標(biāo)、以應(yīng)力幅值出現(xiàn)的概率密度p()為縱坐標(biāo)的曲線。由此可以求出不同的應(yīng)力幅值的概率 Prob、應(yīng)力的平均值和標(biāo)準(zhǔn)離差等,用以進行強度的可靠性設(shè)計。

② 時差域:用時間差為橫坐標(biāo)描述振動的特性,包括自相關(guān)函數(shù)、互相關(guān)函數(shù)等。

③ 頻域:用頻率f為橫坐標(biāo)描述振動的特性,包括自功率譜密度s(f)、互譜密度和相干函數(shù)等。如對機器外部的振動和噪聲信號在頻率域內(nèi)進行信號處理,可以得到自功率譜密度函數(shù)圖。用這種圖可以監(jiān)控機械運行,以供分析機械故障的部位、性質(zhì)和程度之用。

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