响应谱分析PPT课件

4、单点响应谱分析
承受响应谱作用的结构： （1）结构承受的响应谱值激励方向和频率分量是已知 的； （2）平均作用到结构的所有支撑点 （3）Workbench目前不支持将响应谱施加到非支撑点 ，但是可以通过插入命令流实现。 单点响应谱分析应用领域： -Nuclear power plant buildings and components, for seismic loading； -Airborne Electronic equipment for shock loading -Commercial buildings in earthquake zones 响应谱分析要求结构是线性的，即具有常数总体刚度 矩阵和总体质量矩阵。
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阻尼是包括在响应谱之中的，然后按照上面的方法可以产出不 同阻尼比的响应谱曲线，并在一个图中进行描述。
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2、生成响应谱的方法
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可以同时使用多个弹簧振子系统获得响应谱曲线的细节特征 ，并且可以大大提高生产响应谱曲线的效率。
2、生成响应谱的方法
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响应谱一般都是已知给定的，但是有必要介绍其计算的过程：
（3）为弹簧振子设置不同的固有频率（阻尼相同），获取对应的最大响应值；
（4）画出弹簧振子系统的最大响应值与固有频率的关系，即为响应谱。
2、生成响应谱的方法
对于这个问题，常用的方法是使用完全法的瞬态动力学计算 来获得结构的最大响应值，但是缺点就是计算时间太长，计算 所需计算硬件太高。
因此，需要寻找一个代替方法。
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1、响应谱分析简介
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这个代替方法就是对结构进行响应谱分析，该方法的思想
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2、生成响应谱的方法
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响应谱一般都是已知给定的，但是有必要介绍其计算的过程：
（1）建立一个单自由度弹簧振子系统，包括弹簧刚度，阻尼，振子质 量。
（2）跟踪记录外载荷作用弹簧振子的响应（位移，速度，加速度）。
寻找，最大的响应值记录下来。
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4、单点响应谱分析
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（三）模态系数A
（1）The mode coefficients, Ai, is defined as the amplification factor that is multiplied by the eigen vector to give the actual displacement in each mode；
4、单点响应谱分析
（二）响应谱值
（1）对于每一个频率，其对应的响应谱值 可以从响应谱曲线中获得； （2）在固有频率与响应谱值点之间采用对 数-对数插值获得； （3）对于响应谱曲线以外的谱值，不使用 外推法，而是直接使用响应谱的最后值。
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当获取一种类型的响应谱曲线时，可以方便的将其转换为其 他类型的响应谱，主要方法就是乘以或除以频率。
注意频率转换的单位：ωrad/s = 2πf Hz
3、响应谱分析的类型
结构中存在两种响应谱计算类型：
单点响应谱(SPRS)
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多点响应谱(MPRS)
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4、单点响应谱分析
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（一）参与系数γ
振型参与系统是在结构给定固有频率下的响应量度 振型参与系统γ每一阶振型对于给定方向的变形和应力的贡献大小。
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响应谱：
（1）响应谱描述了线性单自由度系统在给定结构时间历程载荷作用下 的最大响应。
（2）响应谱的横坐标为单自由度的固有频率，纵坐标为单自由度系统 的最大响应值。
（3）响应谱类型：位移；速度；加速度；力（Workbench目前暂时不 支持GUI输入）。
（1）同时建立多个弹簧振子系统，各个弹簧振子系统固有频率 不同，但是阻尼比相同。
（2）将弹簧振子系统下方的节点耦合，施加结构外载荷。
（3）响应谱的频率取值范围必须包括，模态计算中提取阶数的 固有频率范围。
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2、生成响应谱的方法
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就是分别求解大模型（多自由度）和长时间作用，然后将计算
结果进行合并。
大模型 载荷长时间作用
大模型 载荷长时间作用
大模型
长时间作用的载荷
模态计算
单自由度系统
模态振型
结构的响应谱
完全法瞬态动力学 准确，计算速度慢
合并各阶模态计算结果 求解快速，近似解答
2、生成响应谱的方法
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响应谱分析
1、响应谱分析简介
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响应谱分析可以代替时间历程分析（瞬态动力学分析）来确定结构的 承受随机载荷的最大响应，例如： 地震； 风载荷 波浪载荷 jet engine thrust rocket motor vibrations, and so on.
（2）模态系数Ai,可以使用参与系数和响应谱值获得，并且和输入的响应谱类型 有关：
1、响应谱分析简介
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在实际工程中存在以下一个问题：
（1）计算模型很大，即模型就有大量的自由度；
（2）载荷的作用实际很长；
（3）结构具有线性特点。
寻找给定载荷作用下的结构的最大响应值，而不关心最大响 应值出现的时间点。