引言

什么是谱分析？

• 用于计算结构对多频信息瞬态激励的响应。

• 这些激励可能来源于地震、飞行噪音、飞行过程、导弹发射等。

• 频谱是载荷时间历程在频率域上的表示法

• 参见响应频谱

• 在模态分析之后进行谱分析。

• 计算结构在给定的每个自然频率频谱下的最大响应，这个最大响应是响应系数与振型的乘积。

• 这些最大响应组合在一起就给出了结构的总体响应。

• 谱分析的一种代替方法就是进行瞬态分析。

• 瞬态分析很难应用于例如地震等随时间无规律变化载荷的分析

• 在瞬态分析中，为了捕捉载荷，时间步长必须取得很小，因而费时且昂贵

• 瞬态分析通常需要花费更多的时间，特别是在要考虑许多零件和载荷条件的情况下。

• 瞬态分析的结果更加准确。

• 谱分析能够快速的找到最大的响应，但忽略了部分信息（相位）。

2、在进行下列设计中要用到谱分析：

• 核电厂（建筑物与装置）

• 航空电子设备（飞行器、导弹）

• 航天飞机零件

• 飞行器部件

• 任何受到地震或其他不稳定载荷的结构或部件

• 建筑物框架及桥梁

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3、响应谱如何用于计算结构对激励的响应：

• 参与系数

• 模态系数

• 模态组合

4、什么是频谱？

用来描述一个理想化系统激励响应的曲线，此响应可以是加速度、速度、位移和力;

例如：考虑安装于振动台上的四个单自由度弹簧质量系统，它们的频率分别是f1，f2，f3及f4，而且f1<f2<f3<f4。

5、谱分析步骤，五个主要步骤如下：

• 建模

• 获得模态解

• 转换成谱分析类型

• 定义响应谱

• 求解和察看结果

6、谱分析的替代方法是瞬态分析，二者区别为：

瞬态分析很难应用于地震等随时间无规律变化载荷的分析;

在瞬态分析中，为了捕捉载荷，时间步长必须取得很小，因而费时且昂贵。然而，瞬态分析更加精确。

在谱分析中，关键是快速获得最大响应，一些信息也会丢失（如相位角等）。

7、参与因子

例如，考虑下图的悬臂梁：

如果施加Y方向的激励，那么模态1会有最高的参与因子PF，模态 2会有低点的PF.而模态3则参与因子为0。

如果是X方向激励，那模态1与2会有0参与因子，而模态3会有较高的参与因子PF。

8、用户在进行响应谱计算设置需要注意以下几点：

• 目前程序支持的响应谱类型：

位移谱；

速度谱；

加速度谱；

• 2）响应谱激励必须施加到有自由度约束的地方；

• 3）因为响应谱是基于模态的计算结果进行计算的，因此在进行响应谱计算之前，需要进行模态计算；

• 4）如果用户对结构的应力和应变感兴趣，则需要在进行模态计算时设置输出应力和应变；

• 5）响应谱的最后的计算结果为结构的最大响应值。