振动数值仿真方法
可靠性仿真试验方法简介——振动篇
4
某型航空电子机箱振动仿真试验
机箱外形
电路板外形
某型航空电子机箱振动仿真试验
机箱CAD模型
电路板CAD模型
简化模型—引脚简化
质量块模型
Model Mass block Welding -band 1st 2nd 3rd order(Hz) order(Hz) order(Hz) 140.0 266.8 331.1 Element amount 13773
2 3
4
振动仿真试验的目的
振动应力分析的目的是获得产品的振动模态及给定振动激
励条件的响应分布，用于发现设计薄弱环节以指导设计改 进，提高产品耐振动设计的合理性。在获得了加速度响应 均方根值及应力响应值等相关参数后，可结合故障物理模 型给出首次失效时间，为产品可靠性预计提供参考。
振动仿真试验流程图
2. 建立产品的CAD模型和FEA模型（原始CAD模型要先进
行简化）
•设置网格尺寸和形状
•选择适当的划分方法，如自由、映射、扫掠等
•CAD model
•FEA model
振动仿真试验的详细流程
3. 进行模态仿真试验，查看共振频率和模态振型
振动仿真试验的详细流程
4. 进行实物模态试验，利用模态试验结果校正原模型
模态试验方法简介
• 锤击法模态试验原理与设备
模态试验方法简介
•模态试验关键流程
•
•准备—遍布测试点，设定约束 •采集—信号采集，平均，记录
•分析—建模，导入数据，解算分析
如何对比试验结果与仿真结果
• 直接对比频率值 • 利用模态置信准则（MAC）对比振型
模态置信矩阵是评价模态向量空间交角的一 个很好的工具，其公式表达如下：
ansys冲击振动仿真步骤
ANSYS冲击振动仿真步骤1.引言在工程分析和设计过程中，冲击振动是一个重要的问题。
通过使用A N SY S软件进行冲击振动仿真，可以有效地评估结构在冲击载荷下的动态响应，以便改进设计和优化结构。
本文将介绍使用A NS YS进行冲击振动仿真的步骤和注意事项。
2. AN SYS简介A N SY S是一种通用有限元分析软件，被广泛应用于工程设计和分析领域。
它能够模拟和模拟各种物理和工程问题，包括结构力学、流体力学、热力学等。
在冲击振动仿真中，A NS YS可以帮助工程师模拟结构在冲击载荷下的振动响应。
3.冲击载荷建模在进行冲击振动仿真前，我们需要建立准确的冲击载荷模型。
可以通过测量或估算的方法获取冲击载荷的时间历程曲线，并将其导入A NS YS 软件中。
确保载荷的时间历程曲线具有合适的时间步长和幅度。
4.结构建模在A NS YS中，通过创建几何模型和网格划分来建立结构模型。
根据具体问题的要求，可以使用AN SY S的几何建模模块构建结构模型，并使用网格划分工具将结构模型划分为有限元网格。
在划分网格时，需要根据结构的几何形状和约束条件进行合理的网格划分。
5.材料属性定义在冲击振动仿真中，材料的特性对结构的动态响应具有重要影响。
在A N SY S中，可以通过定义材料的弹性、塑性、破坏等特性来模拟不同材料的行为。
根据实际情况，选择合适的材料模型，并设置相应的参数。
6.边界条件和约束设置为了模拟真实情况下的冲击振动效应，需要在模型中引入边界条件和约束。
常见的边界条件包括固定支撑、阻尼器等，而约束可以通过设置结构的自由度来限制结构的运动。
合理的边界条件和约束设置可以更准确地模拟冲击振动的实际情况。
7.动力学分析设置在A NS YS中，冲击振动仿真通常采用显式动力学分析方法。
在分析设置中，需要指定时间步长、求解器类型和其他相关参数。
根据结构模型和冲击载荷的特点，选择合适的动力学分析方法，并设置相应的参数。
8.结果分析和后处理完成冲击振动仿真后，可以通过A NS YS提供的后处理工具来分析仿真结果。
振动仿真流程
振动仿真流程
振动仿真的流程一般包括以下几个步骤：
1. 几何建模：根据实际物体的形状和尺寸，使用计算机辅助设计软件绘制三维模型。
2. 网格划分：将三维模型划分成小的网格单元，以便于对物体进行数值计算。
3. 材料属性定义：根据实际物体的材料特性，定义材料的弹性、密度等参数。
4. 边界条件设定：确定仿真模型的边界条件，包括受力条件、约束条件等。
5. 模态分析：利用有限元分析方法，计算物体在特定频率下的振动模态，得到物体的固有频率和振型。
6. 动态分析：将外界的激励作用于模型中，通过求解动力学方程，计算物体在不同时间下的振动响应。
7. 结果分析：根据仿真结果，评估物体的振动性能，包括固有频率、振动幅值等指标。
8. 优化设计：基于仿真结果，进行参数调整和结构优化，改善物体的振动特性。
9. 验证实验：根据仿真结果，设计实验方案，进行实物测试，验证仿真模型的准确性。
10. 结果验证与修正：通过对比实验结果与仿真结果，对仿真模型进行修正和验证。
以上是一般的振动仿真流程，具体流程会根据仿真目的和要求的不同而有所变化。
飞机颤振现象数值模拟
飞机颤振现象数值模拟近年来，随着飞机工业的不断发展，飞机颤振现象的问题也越来越受到关注。
飞行中的颤振不仅给乘客带来恐慌，严重的颤振还会对机身以及机械设备造成不可逆的损伤。
因此，我们需要对飞机颤振现象进行数值模拟分析，以更好地理解颤振的成因和特性，并寻求有效的解决方案。
飞机颤振的成因主要包括三个方面：结构强度、飞行状态及环境因素。
其中，结构强度是最主要的因素。
在飞行中，飞机机身及其附属物受到的气动力、重力等多种外力的作用，从而在某些特定的频率下产生振动。
这种振动会向飞机的其他部位传递，进而对机身结构造成损伤。
因此，为了避免颤振现象的发生，我们需要对飞机结构强度进行分析和优化设计。
在计算机辅助设计软件的帮助下，我们可以对飞机进行三维建模，并将其纳入数值模拟分析。
通过建立合理的数学模型和仿真分析，我们可以得出飞机在特定频率下的应力分布和振动情况，以此检测飞机的强度和耐久性。
同时，在飞行状态及环境因素方面，我们也应进行充分考虑。
飞机在空气动力学环境下的状态是非常复杂的，因而对飞行过程进行准确的建模和仿真是非常必要的。
通过仿真，我们可以模拟飞机在各种气流和涡流下的流场变化情况，以此来研究飞机在不同气流环境中的耐受性。
除了结构强度和飞行状态外，外界环境因素对飞机颤振也产生着重要的影响。
当飞机遇到强烈的自然过程诸如大风暴和雷击等情况时，其结构会受到很大的威胁。
因此，在设计过程中，应该根据地貌和气象条件来选择适当的飞行路径，以减小或避免飞机遭受强烈的自然过程的影响。
总体上，在解决飞机颤振问题方面，需要针对以上三个方面进行充分的研究和分析。
除了数值模拟分析之外，我们还应该对于飞机的结构设计、飞行规划等方面做出改进和完善。
这样，飞机颤振现象才能得到更好的控制和管理。
在数值模拟的过程中，我们需要采用一些专业的工具和软件。
其中，计算流体力学（CFD）和有限元分析（FEA）是最为常见的模拟工具。
CFD主要用于描述飞机在流动场中的运动行为，而FEA则主要用于分析飞机受到各种载荷时的应力和变形情况。
04-1 振动数值仿真方法
1 1 ˆ K M C 2 t 2t
2 ˆ Rt Rt K 2 M xt t
1 1 2 M C xt t 2t t
ˆ ˆ Kx t t Rt
(1)
(2)
燕山大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering, Yanshan University
1 xt t 11xt t 18 xt 9 xt t 2 xt 2 t 6t x 1 2x 5x 4x x t t t t t t t t 2 t 2 t
在t＋△t时刻的动力方程为
M x t t Cx t t Kxt t Rt t
M x Cx Kx Rt
式中M，C，K分别为系统的质量矩阵，阻尼矩阵和刚度 矩阵； x , x ， x分别表示系统的加速度向量，速度向量 和位移向量；R(t)是外力向量。
燕山大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering, Yanshan University
ˆ 1 M 1 C K t 2 2 t
ˆ R K 2 M x R t t t t 2
1 1 2 M C xt t 2t t
(3)
◆求解方程式(1)，可得xt+t。 ◆由式(3)可以看出，为求xt+t必须使用xt和xt-t的值
a7 a3 9 。 a5 a3 2， a6 a0 2 ，
4.使用特殊的起始过程，计算xt和x2t。
ˆ： ˆ a0 M a1C K 5. 形成有效刚度矩阵 K K T ˆ ˆ K LDL 6. 对 K 作三角分解：
振动仿真计算
振动仿真计算振动仿真计算是一种重要的工程分析方法，能够模拟和预测结构在受到外力激振或自身固有频率激发下的振动特性。
它在诸如机械工程、土木工程和航空航天工程等领域中有着广泛的应用。
振动仿真计算可以帮助工程师理解结构的动态行为和振动响应，以指导结构设计和改进工程性能。
通过对结构的特定参数进行变化，如材料的弹性模量和密度，以及结构的几何形状和连接方式等，可以预测和优化结构的振动特性。
振动仿真计算主要涉及三个方面的内容：建立模型、求解模型和分析结果。
建立模型是指根据实际工程结构的几何形状和材料性质，将其抽象为适合数学求解的数学模型。
常用的数学模型包括一维、二维和三维模型，分别适用于不同的工程实际。
在建立模型时需要确定各个部分的约束条件和边界条件，以及考虑各种可能的外力激振。
求解模型是通过数值计算方法，将建立的模型转化为可以计算机求解的数学方程。
目前常用的数值方法包括有限元法、边界元法和模态超振方法等。
通过计算机求解数学方程，可以得到结构在不同工况下的振动模态、频率和响应。
这些结果可以帮助工程师评估结构的动态性能，例如共振频率和振动模态是否满足设计要求。
分析结果是对振动仿真计算结果进行进一步分析和解释，以获得有关结构振动行为的信息。
通常包括结构的模态形态和频率分布、最大振幅的位置和数值、振动的阻尼特性等。
这些信息可以与实验测量结果进行对比，从而验证模型的准确性和求解方法的有效性。
在振动仿真计算中，需要考虑一些因素，如结构的非线性特性、材料的时变性、流体-结构耦合等。
这些因素都会对振动计算结果产生一定的影响和误差，因此需要合理选择模型和求解方法，并充分验证和修正。
振动仿真计算是一种强大而广泛应用的工程分析方法，通过模拟和预测结构的振动特性，可以指导结构的设计和优化，从而提高工程的可靠性和性能。
随着计算机技术的不断发展，振动仿真计算也将得到更多的应用和发展。
ansys冲击振动仿真步骤
ansys冲击振动仿真步骤ANSYS冲击振动仿真是一种通过计算机模拟冲击力对物体造成的振动效应的方法。
该方法可以帮助工程师预测和优化产品在冲击负载下的性能和可靠性。
以下是ANSYS冲击振动仿真的步骤：1.确定仿真目标：首先需要明确仿真的目标，例如确定需要分析的物体、冲击力的大小和方向，以及所需的振动响应参数。
2.准备几何模型：根据需要进行仿真的物体，使用CAD软件创建几何模型。
确保模型的几何信息和尺寸准确无误。
3.网格划分：对几何模型进行网格划分，将其划分为小的单元或网格。
这是为了在仿真中对物体进行数值计算和离散化处理。
4.材料属性定义：根据物体的材料特性，定义材料的力学性质，例如弹性模量、泊松比等。
这些属性将用于计算物体的应力和应变。
5.冲击载荷定义：根据实际情况定义冲击力的大小、方向和作用时间。
可以通过输入冲击力的时间历程来模拟实际的冲击过程。
6.约束条件设置：根据物体的实际应用情况，设置约束条件，如固定支撑、边界条件等。
这些约束条件将影响物体的振动响应。
7.网格优化：对初始网格进行优化，以提高仿真的计算精度和效率。
可以使用ANSYS提供的自适应网格技术进行网格优化。
8.求解模型：使用ANSYS的求解器对模型进行求解。
求解器将根据定义的边界条件和冲击载荷，计算物体在冲击加载下的振动响应。
9.结果分析：分析仿真结果，包括应力、应变、振动位移等。
可以通过结果图表、动画和数值数据来评估物体的性能和可靠性。
10.优化设计：根据仿真结果，对物体的设计进行优化。
可以通过修改材料、几何形状或结构来改善物体的振动响应。
11.验证仿真结果：根据实际测试数据，验证仿真结果的准确性和可靠性。
如果有差异，可以对模型进行调整和改进。
12.结果报告：根据仿真结果，编写报告，总结仿真过程和结果。
报告应包括模型描述、仿真设置、结果分析和优化建议等内容。
以上是ANSYS冲击振动仿真的一般步骤。
请注意，具体的仿真步骤和设置可能因应用领域和具体要求而有所不同。
机械振动控制中的动力学建模与仿真
机械振动控制中的动力学建模与仿真机械振动控制在许多工程领域中起着重要的作用。
为了实现有效的振动控制，了解动力学建模与仿真的原理和方法是至关重要的。
本文将介绍机械振动控制中的动力学建模与仿真，探讨其在工程实践中的应用。
在机械振动控制中，动力学建模的目的是通过对系统的运动方程进行描述和分析，了解系统的行为和特性。
通常使用拉格朗日方程或牛顿第二定律建立机械系统的动力学模型。
考虑到振动控制的特殊性，常常采用差分方程或微分方程进行数值求解。
在动力学建模过程中，需要考虑系统的结构和参数，例如质量、刚度、阻尼等。
此外，还需要考虑驱动力和控制力的作用。
动力学建模的过程需要一定的数学基础和物理常识。
借助现代计算机技术，可以使用各种仿真工具来实现动力学建模与仿真。
MATLAB等软件平台提供了丰富的数学工具和仿真环境，可以方便地进行动力学建模和仿真实验。
通过模拟系统的运动过程，可以分析系统的响应和稳定性，设计合适的振动控制算法。
在机械振动控制中，振动抑制是一个重要的应用。
振动抑制的目标是通过控制系统的参数或应用适当的力来减小或消除系统的振动。
传统的振动抑制方法包括被动、主动和半主动控制。
被动控制通过添加质量、阻尼或弹簧等元件来改变系统的特性，降低振动的影响。
主动控制利用传感器监测系统的振动状态，并根据反馈信息控制力来抑制振动。
半主动控制是被动和主动控制的结合，通过改变系统的阻尼特性来实现振动控制。
动力学建模与仿真在振动抑制中发挥了重要的作用。
通过建立系统的动力学模型，可以预测系统的振动特性和响应。
仿真实验可以帮助工程师评估不同振动控制算法的性能，并优化控制策略。
此外，动力学建模与仿真还可以用来提高系统的设计效率和减少成本。
通过在虚拟环境中进行仿真实验，可以避免在实际系统上进行试验过程中可能出现的问题和风险。
总之，机械振动控制中的动力学建模与仿真是一门重要的学科，它对于实现有效的振动控制具有重要意义。
通过建立系统的动力学模型和进行仿真实验，可以深入了解系统的特性和行为，设计合适的振动控制算法。
ansys冲击振动仿真步骤
ANSYS冲击振动仿真步骤1. 简介ANSYS是一种常用的工程仿真软件，可以用于各种物理场景的仿真分析。
在本文中，我们将介绍如何使用ANSYS进行冲击振动仿真，并详细说明每个步骤的操作方法和注意事项。
2. 准备工作在开始之前，我们需要准备以下内容： - 安装好的ANSYS软件； - 待仿真的模型文件（通常为CAD文件）； - 冲击载荷曲线或者冲击力时间历程。
3. 导入模型首先，打开ANSYS软件并新建一个工程。
然后，在主界面上选择”File” -> “Import” -> “Geometry”，导入待仿真的模型文件。
确保模型文件是支持导入的格式（如.STEP、.IGES等），否则需要先将其转换为支持格式。
4. 设置材料属性在导入模型后，我们需要设置材料属性。
选择”Engineering Data”窗口，在材料库中选择合适的材料，并将其属性应用于模型。
5. 设置边界条件接下来，我们需要设置边界条件以模拟冲击振动。
选择”Model”窗口，在左侧选取要设置边界条件的部分，并右键点击选择”Create” -> “Keypoints”。
根据实际情况，在模型上选择关键点，并右键点击选择”Fixed Support”以固定该部分。
6. 设置加载条件在设置边界条件后，我们需要设置加载条件。
选择”Model”窗口，在左侧选取要设置加载条件的部分，并右键点击选择”Create” -> “Keypoints”。
根据实际情况，在模型上选择关键点，并右键点击选择”Force/Moment”以施加力或力矩。
7. 设置材料非线性某些情况下，材料可能表现出非线性行为，需要进行材料非线性分析。
选择”Model”窗口，在左侧选取要设置材料非线性的部分，并右键点击选择相应的材料属性，如”Hypoelasticity”,“Plasticity”, “Creep”等。
8. 网格划分在完成上述步骤后，我们需要对模型进行网格划分以进行有限元计算。
振动仿真计算
振动仿真计算振动仿真计算是一种重要的工程计算方法，它可用于预测和分析物体在振动作用下的响应和行为。
这种方法基于力学和数学原理，通过在计算机上模拟物体振动的数学模型，提供了一种快速、准确的工具，用于评估和优化结构的实际性能。
振动仿真计算的应用范围广泛，涵盖了各个领域。
在机械工程中，它可用于评估机械结构的振动性能，以确保其在正常运行时不会产生过大的振动和噪声。
在建筑工程中，该方法可以用于分析建筑物在地震或风灾等自然灾害中的振动响应，进而指导结构的设计和抗震加固。
在航空航天领域，振动仿真计算可用于评估飞机或航天器在飞行过程中的振动情况，从而确保其结构的完整性和安全性。
进行振动仿真计算时，首先需要建立适合的数学模型。
这个模型可以是一维、二维或三维的，具体取决于待分析物体的特点和需要研究的问题。
接下来，根据力学原理和物体的特性，结合有限元方法或其他数值计算方法，将物体的振动特性用数学方程描述出来。
然后，将这些方程输入计算机程序中进行求解，并获取物体在不同振动频率下的响应结果。
在振动仿真计算中，需要考虑的参数和因素很多。
首先是物体的材料性质，如弹性模量、密度和阻尼等。
这些参数会直接影响物体的振动频率和振幅。
其次是物体的外部加载条件，如施加的力、液压力或温度变化等。
这些加载会使物体产生共振或非线性响应，需要加以分析和处理。
此外，还需考虑物体的几何形状和边界条件对振动模态和振动模式的影响。
通过振动仿真计算，可以得到物体在不同振动状态下的位移、速度和加速度等信息。
这些结果可用于评估物体的振动性能，预测振动疲劳寿命以及指导结构的优化设计。
此外，在振动仿真计算过程中，还可以通过改变材料的特性、优化结构的几何形状或改变加载条件，来寻找降低振动幅度和频率的方法，以提高结构的稳定性和可靠性。
总之，振动仿真计算是一种强大、快速、准确的工程计算方法。
它在机械工程、建筑工程和航空航天等领域中有着广泛的应用，为优化结构的设计和改进产品的性能提供了重要的指导。
ansys冲击振动仿真步骤
ansys冲击振动仿真步骤ANSYS是一种广泛应用于工程仿真领域的软件，可以用于模拟和分析不同的物理现象。
在冲击振动仿真方面，ANSYS可以帮助用户进行动态响应分析、冲击载荷分析和振动分析等。
下面是一种常见的ANSYS冲击振动仿真步骤的详细说明。
步骤1：定义几何模型步骤2：应用边界条件根据实际情况，需要为模型定义适当的边界条件。
这包括将构件固定在需要的位置，并为受力部位施加适当的载荷条件。
边界条件通常包括初始位置、速度、加速度和约束等，这些条件对于仿真过程的准确性至关重要。
步骤3：选择材料特性为了准确模拟冲击振动行为，需要选择合适的材料特性。
材料的弹性模量、密度和流变属性等信息需要提供。
这些信息可通过实验测定获得，也可以从材料数据手册中获取。
步骤4：网格划分在进行仿真之前，需要对几何模型进行网格划分。
网格划分是为了将模型划分为小的离散单元，以便进行数值计算。
选择合适的网格划分方法和网格密度，以便于准确模拟振动行为。
步骤5：定义求解器ANSYS提供了几种求解器，可以根据仿真模型的复杂性和实时性要求来选择合适的求解器。
求解器的选择将直接影响仿真的结果和耗时。
常用的求解器有稳态和非线性求解器。
步骤6：设置仿真参数在进行仿真之前，需要设置合适的仿真参数。
这包括时间步长、仿真时间、收敛判据和迭代次数等。
适当的仿真参数设置对于保证仿真过程的准确性和有效性至关重要。
步骤7：进行冲击振动仿真一切准备就绪后，可以进行冲击振动仿真。
通过启动求解器，ANSYS将根据已定义的边界条件、材料特性、网格划分和仿真参数来计算模型的响应。
步骤8：分析仿真结果仿真完成后，需要对仿真结果进行详细分析。
ANSYS提供了各种工具和图表，可以可视化地表示振动响应、应变分布和应力集中等信息。
通过分析结果，可以评估模型的性能，并作出必要的设计和优化调整。
步骤9：优化设计根据振动仿真结果，可以针对潜在问题进行优化设计。
通过优化材料、几何形状和边界条件等，可以改善模型的振动性能。
随机振动测试控制仿真实验
随机扫描振动测试由于设备的工作环境往往是一个随机振动环境， 了验证试件在实 工作中是否能 受振动环境的考验， 出试件在设计，制 ，安装，以及整体性能 的缺陷，需要进行振动测试试验。
试验方法很多，例如 弦扫描，随机扫描等等。
以 是一个随机振动扫描的例子。
该试验基于RanVib虚拟随机振动系统，试验基本参数设置值和参考谱如 1， 中红色 参考谱，绿色 中断限。
面是对一些 要参数的解释。
1试验的参数设置和参考谱所谓参考谱，是根据设备 能受到的振动作用而预设的试验条件。
振动 驱动谱的作用 开始振动，经过闭环 制过程， 率谱逐渐趋 参考谱，以模拟设备在实 工作时的状况。
参考谱 体参数见 2。
2参考谱的 体参数该系统的宽带谱线数缺省值 400，理论 以在1600内任意设置谱线数。
在较高频率试验时美 军标MIL-STD-810F 荐的谱线数 800。
操作人员也 以根据最低和最高试验频率进行设置, 使频率分 率 整数, 最低频率也最好 频率分 率的整数倍，如最低频率20Hz，最高频率2000Hz， 设谱线数 400，则频率分 率 5.00Hz。
由于试验均衡 度 频率分 率成反比，当试验 低频或者试验时间很短时，比如 到1分钟，选较小的谱线数 以 快试验均衡 度。
随机扫描分 真随机和伪随机，若试验的时间很短， 以选择伪随机，以 快均衡 度；通常情况 选择真随机。
该系统 真随机设置了两个精度等级，分 统计自由度DOF=144的较低精度和统计自由度DOF=240的较高精度。
削波系数小的优点是 以避免过大的 度峰值, 保护振动 ；缺点则是会 成 噪声，使真 的输出谱 驱动谱 一致。
若是在试件有尖锐共振时共振峰压缩 来， 时应考虑适当 大削波系数。
在进行系统动态范围测试时, 也应选用较大的削波系数。
3 给定振级的大小和作用时间4 驱动谱给定 3所示的振级，它使初始驱动谱有了一个-3dB的偏移量，试验模拟结果见 4和 5， 4显示的是最终的驱动谱， 5显示的是 制谱。
ansys冲击振动仿真步骤
ansys冲击振动仿真步骤
下面是使用ANSYS进行冲击振动仿真的一般步骤：
1. 准备模型：创建或导入要进行冲击振动仿真的模型。
确保模型的几何形状、材料属性和边界条件等已经定义完备。
2. 设置分析类型：选择设置合适的分析类型。
在这种情况下，选择动力学分析类型，以模拟冲击振动。
3. 定义约束：为模型设置适当的边界条件，包括固定或约束应用于结构中的边、面或节点。
4. 定义载荷：定义冲击负载，可以是集中载荷或分布载荷。
还需指定加载位置和冲击载荷的大小和方向。
5. 材料属性设置：为模型定义材料属性，包括弹性模量、密度、泊松比等。
这些属性可能会影响模型的动态响应。
6. 网格划分：对模型进行网格划分，以使其适应分析要求。
确保网格细化在关键区域和边界处得到适当的控制。
7. 网格质量检查：对生成的网格进行质量检查，确保网格质量合理，避免网格失真和非物理现象。
8. 设置求解选项：选择适当的求解选项和参数，如时间步长、求解过程中的输出控制等。
9. 进行仿真：运行冲击振动仿真，等待仿真结果的收敛。
10. 结果分析：分析和评估仿真结果，包括结构的位移、速度、加速度等响应，以及应力和应变分布等。
11. 优化和改进：根据仿真结果进行结构优化或改进设计，以
满足指定的性能要求。
这些步骤仅为一般指导，实际应用中可能有更多或不同的步骤，具体取决于问题的复杂性和模型的特征。
随机振动对工程结构强度可靠性影响参数仿真
随机振动对工程结构强度可靠性影响参数仿真随机振动是指在时间和空间上都具有随机性的振动过程。
在工程领域中，工程结构经常受到各种各样的随机振动的影响，如风振动、地震、交通振动等。
因此，对于工程结构的强度可靠性分析来说，考虑随机振动的影响是非常重要的。
工程结构的强度可靠性是指在工程结构的设计、施工和使用过程中，结构在承受随机荷载作用下的破坏概率。
在强度可靠性分析中，我们需要考虑各种可能的参数变化，以保证结构在极端工况下仍然能够保持安全可靠。
参数对于工程结构的强度可靠性影响是非常重要的。
参数在强度可靠性分析中是指影响结构强度的各种因素，如材料的强度、载荷的大小和方向、结构的几何形状等。
这些参数的变化和随机性将直接影响工程结构的强度可靠性。
为了研究随机振动对工程结构强度可靠性的影响参数，我们可以采用仿真方法来模拟和分析。
仿真方法通过数学模型和计算机技术，对工程结构受到随机振动时的响应进行模拟，从而得到结构的强度可靠性。
在进行随机振动对工程结构强度可靠性影响参数仿真时，我们需要首先确定模拟的随机振动输入。
这包括确定振动的频率、振幅、相位以及振动的统计特性，如概率密度函数、相关性等。
根据实际情况和工程要求，可以通过测量、实验或数学统计方法来获取这些振动输入的参数。
其次，我们需要建立工程结构的数学模型。
数学模型可以根据结构的几何形状、材料的特性等建立，并考虑到随机振动输入的影响。
常用的数学模型包括有限元模型、统计模型、模态振动等。
这些模型可以通过计算机软件来实现，并对结构的响应进行计算和分析。
在进行随机振动对工程结构强度可靠性影响参数仿真时，我们还需要考虑到参数的不确定性。
这意味着参数的具体数值是不确定的，可能存在一定的变化范围。
因此，在建立数学模型和进行仿真计算时，我们需要引入参数的随机性和变化范围，以获得更准确的强度可靠性评估结果。
最后，我们可以利用仿真结果来评估工程结构的强度可靠性。
通过分析仿真结果，我们可以得到结构在不同随机振动输入下的破坏概率、可靠性指标等。
ansys冲击振动仿真步骤
ansys冲击振动仿真步骤ANSYS冲击振动仿真步骤：1.定义几何模型：首先，需要根据实际情况创建待仿真的几何模型。
这包含了物体的形状、尺寸和材料属性等信息。
可以使用ANSYS中的几何建模工具来创建几何模型，也可以导入其他CAD软件中的几何模型。
2.定义边界条件：根据实际问题需要，需要为仿真模型定义适当的边界条件。
边界条件可以包含约束条件、外载荷和约束类型等。
如果模型中存在接触问题，也需要定义接触区域和条件。
3.定义材料特性：对于冲击振动分析，材料的物理特性对结果有很大的影响。
需要根据实际情况输入材料的弹性模量、密度和阻尼等参数。
ANSYS提供了广泛的材料库，也可以手动定义材料属性。
4.网格划分：为了进行数值计算，需要将几何模型离散化为有限元网格。
网格的精细程度会直接影响仿真结果的准确性和计算时间。
尽可能使用较小的网格单元并保持网格充分精细。
5.设置求解器：ANSYS提供了多种求解器用于不同类型的仿真。
在冲击振动仿真中，可以选择特定的动力学求解器。
需要定义求解器参数，如时间步长、迭代次数等。
6.应用加载：通过应用适当的加载，模拟冲击对物体的作用。
可以设置冲击力、初始速度或初始位移等。
通过按照实际情况来选择和定义加载条件，可以更准确地预测物体的响应。
7.运行仿真：设置好所有的参数和条件后，即可运行仿真。
ANSYS会根据所定义的模型、边界条件、材料特性和加载来进行求解，计算物体的响应。
8.结果分析：仿真完成后，需要对结果进行后处理分析。
ANSYS提供了丰富的后处理工具和图形显示选项，可以直观地展示振动响应的变化。
可以绘制时间历程曲线、频率谱图、振动模态等，分析物体的振动行为和响应。
9.结果验证：进行仿真分析后，需要对结果进行验证。
可以与理论计算或实验数据进行对比，以评估仿真模型的准确性和可靠性。
如有需要，可以对参数进行调整和优化，以便更接近实际情况。
10.结果应用：根据仿真结果，可以进一步分析和优化设计。
电磁振动机的数值模拟与仿真方法探究
电磁振动机的数值模拟与仿真方法探究电磁振动机是一种工业设备，常用于实现振动传递和加工处理等工作。
在设计和优化电磁振动机时，数值模拟与仿真方法是重要的工具。
本文将探究电磁振动机的数值模拟与仿真方法，以帮助设计师和研究人员更好地理解和改进电磁振动机的性能。
首先，我们需要了解电磁振动机的基本原理。
电磁振动机将电能转换为机械能，通过电磁力的作用产生振动。
它由电磁激励系统和振动系统组成。
电磁激励系统包括电磁铁和电源，通过电流激励电磁铁产生磁场，引起振动系统中的感应电流。
振动系统通常由弹性元件和负载组成，通过与弹性元件的相互作用实现振动传递和加工处理。
为了模拟电磁振动机的性能，我们需要考虑以下几个方面：1. 材料特性的建模：首先，我们需要确定振动系统中所使用的材料的特性。
材料的弹性模量、密度和导磁率等参数将直接影响振动系统的振动性能。
通过测量或文献调研，我们可以得到相应的材料数据，并将其输入到数值模拟软件中，进行材料特性的建模。
2. 力学结构的建模：在进行电磁振动机的数值模拟时，我们需要建立力学结构的几何模型。
这包括振动系统中的弹性元件、负载和支撑结构的几何形状和尺寸。
通过计算机辅助设计软件，我们可以绘制三维模型，并导入数值模拟软件进行后续分析。
3. 电磁场的模拟：电磁振动机的核心是电磁激励系统。
为了准确模拟电磁振动机的性能，我们需要进行电磁场的数值模拟。
通过求解麦克斯韦方程组，我们可以得到电磁场分布的数值解，在此基础上计算振动系统中的感应电流和力。
4. 动力学分析：电磁振动机是一个动态系统，通过电磁力的作用产生振动。
为了研究和优化电磁振动机的性能，我们需要进行动力学分析。
通过分析振动系统的位移、速度和加速度等动态参数，我们可以评估振动系统的稳定性和响应特性。
基于以上原理和分析方法，我们可以使用各种数值模拟软件来模拟和仿真电磁振动机的性能。
常用的软件包括ANSYS、COMSOL Multiphysics和MATLAB等，它们提供了强大的建模和求解工具，可以帮助我们更准确地预测和优化电磁振动机的性能。
ansys冲击振动仿真步骤
ansys冲击振动仿真步骤（原创版）目录1.ANSYS 冲击振动仿真的基本概念2.ANSYS 冲击振动仿真的主要步骤3.ANSYS 冲击振动仿真的应用案例4.ANSYS 冲击振动仿真的高级技术探讨5.ANSYS 冲击振动仿真的培训与指导正文一、ANSYS 冲击振动仿真的基本概念ANSYS 冲击振动仿真是一种基于计算机模拟的技术，它可以模拟结构在冲击和振动载荷下的响应。
这种仿真技术可以帮助工程师在设计阶段预测结构的动态性能，以便优化设计和提高结构的可靠性。
ANSYS 是一款广泛应用于工程界的有限元分析软件，其强大的仿真功能为工程师提供了方便、快捷的解决方案。
二、ANSYS 冲击振动仿真的主要步骤1.准备模型：首先需要创建或导入模型，这一步可以使用 ANSYS 的HyperMesh 模块完成。
2.网格划分：在模型准备好之后，需要对其进行网格划分以便进行数值计算。
3.设定边界条件和载荷：在网格划分完成后，需要设定结构的边界条件和载荷，包括施加的冲击和振动载荷。
4.求解：设定好边界条件和载荷后，可以启动求解器进行计算。
5.后处理：求解完成后，需要对结果进行后处理，包括查看结构的响应、计算冲击和振动的响应谱等。
三、ANSYS 冲击振动仿真的应用案例ANSYS 冲击振动仿真可以用于许多工程领域，包括机械、航空航天、土木工程等。
例如，可以用于分析汽车在行驶过程中的振动响应，或者分析飞机在遇到风切变时的振动响应。
四、ANSYS 冲击振动仿真的高级技术探讨ANSYS 冲击振动仿真涉及到许多高级技术，包括模态分析、谐响应分析、谱分析、随机振动分析等。
这些技术可以帮助工程师更深入地理解结构的动态性能，并为优化设计提供有力支持。
五、ANSYS 冲击振动仿真的培训与指导对于那些希望深入学习 ANSYS 冲击振动仿真的工程师，有许多培训课程和指导资源可供选择。
例如，ANSYS 公司定期举办高阶培训课程，帮助工程师掌握 ANSYS 冲击振动仿真的高级技术。
结构随机振动仿真分析n
结构随机振动仿真分析李如忠四川省绵阳市919信箱515分箱621900摘要利用Ansys有限元分析软件对某一安装架结构进行了动力学仿真分析，首先进行了模态分析，在此基础上进行了随机振动的PSD (Power Spectral Density)分析，通过分析，提出了结构的改进方案。
说明了在产品的设计过程中，对结构进行动力学仿真分析，可以预测产品的环境适应性，寻求最优化的设计方案，并缩短产品的开发周期，降低开发成本。
关键词有限元分析随机振动谱分析 PSDRandom vibration analysis of structureLi Ru-zhongP.O.Box 919-515, Mianyang, Sichuan 621900,CHINAAbstractThe dynamic simulation of a bracket structure is done via Ansys, a FEA(Finite Element Analysis) software program. First, the modal analysis is done, then the PSD(Power Spectral Density) analysis of random vibration is studied. The improved design is presented. The dynamic simulation plays an important role in product design cycle. It is helpful not only in seeking optimum solution for product, but also efficient in shortening the research cycle, reducing cost.Keywords FEA, random vibration, spectrum analysis, PSD1前言在电子产品的结构设计生产完成后，一般都要进行产品的随机振动试验，以检验其环境适应性。
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Houbolt法的计算机实施格式
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A. 初始计算 1. 形成质量矩阵M，阻尼矩阵C和刚度矩阵K。
x 0。 2. 给出初始值 x0， x 0，
3. 选择时间步长△t，并计算积分常数： 2 2 a2 5 t ， a1 11 6t， a3 3 t， a4 2a0 a0 2 t ，
4.1
中心差分法
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◆中心差分法是直接积分法的一种。 ◆它是将系统的运动微分方程在时间域内离散，化 成对时间的差分格式，然后根据初始条件，利用逐步积 分求出在一系列离散时刻上的响应值。 离散系统的运动微分方程为
x 4. 计算 xt x0 tx 。 0 a 0 3
a0 1 t 2 , a1 1 2t , a2 2a0 , a3 1 a2
ˆ a0 M a1C 5. 形成有效刚度矩阵：K ˆ LDLT ˆ 作三角分解：K 6. 对 K
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T
x t t a0 xt t a2 xt a4 xt t a6 xt 2 t x t t a1 xt t a3 xt a5 xt t a7 xt 2 t
◆Houbolt法和中心差分法的根本不同之处是刚度矩阵K 出现在方程 (1)的左端，因此 Houbolt 法是隐式积分格式， 其舍入误差与步长 △t的大小无关，所以Houbolt法是无 条件稳定的。
1 1 ˆ K M C 2 t 2t
2 ˆ Rt Rt K 2 M xt t
1 1 2 M C xt t 2t tBiblioteka ˆ ˆ Kx t t Rt
(1)
(2)
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ˆ ˆ Kx R t t t
(1)
ˆ K
1 1 M C 2 t 2 t
(2)
2 1 1 ˆ Rt Rt K 2 M xt 2 M C xt t t 2t t
假定在 t=0 时，位移、速度和加速度分别为已知 的 x0 ,x0 , x0 。求时间区间[0，T]的解。 把时间全程T划分为n等份，即： 目的：确定时刻
t T n
t0 0, t1 t, t 2 2t,, t n nt T
x,x, x 的近似解。
在中心差分法中，按中心差分将速度和加速度向量 离散化为 两式中，t时刻的 1 xt t xt t x t 速度和加速度是 2t 以相邻时刻的位 1 x t 2 xt t 2 xt xt t 移表示的。 t
第四章 振动的仿真
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振动分析的方法很多，数值仿真方法是进行振动 分析的最直接的一类方法，它们可以应用于包括非线性 振动在内的各种振动问题，这类方法是研究动态响应的 有效手段之一。
xt
xt xt t xt t
（） 1
x t
x x x t t t t t
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上式积分后得
4.3 威尔逊- 法
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威尔逊— (Wilson-) 法 是假定在[t, t+△t]( 1)时间 间隔内，加速度呈线性变化， 如图所示。令为自t时刻开始 的 时 间 变 量 ， 适 用 于 0 t 。根据线性加速度的假 设，可得在此范围内的加速 Wilson-法模型 度为
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在t时刻的动力方程为
M x t Cx t Kxt Rt
ˆ xt t R ˆt K
式中
1 xt xt t xt t 2t x 1 x 2x x t t t t t t 2 t
ˆ 1 M 1 C K t 2 2 t
ˆ R K 2 M x R t t t t 2
1 1 2 M C xt t 2t t
(3)
◆求解方程式(1)，可得xt+t。 ◆由式(3)可以看出，为求xt+t必须使用xt和xt-t的值
M x Cx Kx Rt
式中M，C，K分别为系统的质量矩阵，阻尼矩阵和刚度 矩阵； x , x ， x分别表示系统的加速度向量，速度向量 和位移向量；R(t)是外力向量。
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a7 a3 9 。 a5 a3 2， a6 a0 2 ，
4.使用特殊的起始过程，计算xt和x2t。
ˆ： ˆ a0 M a1C K 5. 形成有效刚度矩阵 K K T ˆ ˆ K LDL 6. 对 K 作三角分解：
B. 关于每一时间增量计算
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1 xt t 11xt t 18 xt 9 xt t 2 xt 2 t 6t x 1 2x 5x 4x x t t t t t t t t 2 t 2 t
在t＋△t时刻的动力方程为
M x t t Cx t t Kxt t Rt t
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◆中心差分法是一种显式积分方法。 ◆使用中心差分法必须考虑积分的时间步长△t不 能大于临界值△tcr，即
t tcr Tn
式中Tn为离散系统的最小周期。
◆如果不满足上式，数值解将出现发散现象。 ◆这种算法不是无条件稳定的。
xt x0 tx 0
t 2
2
x 0
中心差分法的计算机实施格式
ˆ ˆ Kx R t t t (1)
ˆ K
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1 1 M C 2 t 2 t
从数学的观点来看，数值仿真方法是解微分方程 边值问题和初值问题的逐步方法。在结构动力学响应计 算方面，采用实用有效的数值仿真方法，可以对系统在 任意激励下的动态响应进行分析。
数值仿真方法的特点
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4.2
侯博特法
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◆侯博特(Houbolt)法是Houbolt为研究飞机振动所 提出的方法。 ◆该方法以三级位移插值为基础的，通过四点的位 移建立三次式，用两个向后差分公式表示在时刻t+△t的 速度和加速度，即
(2)
2 1 1 ˆ Rt Rt K 2 M xt 2 M C xt t t 2t t
(3)
A. 初始计算 1. 形成质量矩阵M，阻尼矩阵C和刚度矩阵K。 2. 给出初始值 x0 ,x0 , x0 3. 选择时间步长△t，△t△tcr，计算积分常数：
1. 计算t+△t时刻的有效载荷
ˆ R t t Rt t M a2 x t a4 x t t a6 x t 2 t C a3 xt a5 xt t a7 xt 2 t
ˆ t t 2. 计算t＋△t时刻的位移 LDL xt t R 3. 如果需要，计算t+△t时刻的加速度和速度
◆开始计算时，即 t=0 时，要计算 xt 的值，就需要已知 的x-t值，而x-t是未知的。
◆需要一个起始技术，因而这种算法不是自起步的。
◆由于 x0 ,x0 , x0 是已知的。根据
1 xt xt t xt t 2t x 1 x 2x x t t t t t t 2 t
在时间域内对响应的时间历程进行离散，把运动微分 方程分为各离散时刻的方程； 将某时刻的速度和加速度用相邻时刻的各位移的线性 组合表示，将系统的运动微分方程化为一个由位移组成 的某离散时刻的代数方程组； 对耦合的系统运动微分方程进行逐步数值积分，从而 求出在一系列离散时刻上的响应值。
这种数值仿真方法称为逐步积分法(或直接积分法)。
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求解多自由度线性振动系统常用的方法有： 中心差分法； 侯博特(Houbolt)法；
威尔逊(Wilson-)法；
纽马克(Newmark-)法。