Sec13_隨機(jī)響應(yīng)分析

1、S13-1NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation第第13章章隨機(jī)響應(yīng)分析隨機(jī)響應(yīng)分析S13-2NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software CorporationS13-3NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation振動(dòng)環(huán)境分類(lèi)振動(dòng)環(huán)境分類(lèi)目前為止，在課程中我們處理了確定性的載荷類(lèi)型使用瞬態(tài)響應(yīng)或頻率響應(yīng)我們現(xiàn)在來(lái)看看隨機(jī)載荷隨機(jī)載荷

2、的一個(gè)子集：穩(wěn)態(tài)各態(tài)歷經(jīng)類(lèi)型這意味著什么呢? 例子呈現(xiàn)在下一頁(yè)。RandomStationaryNonstationaryErgodicDeterministicPeriodicTransientSimpleHarmonicShockSpectraS13-4NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation隨機(jī)振動(dòng)環(huán)境例子隨機(jī)振動(dòng)環(huán)境例子平穩(wěn)隨機(jī)均值為常數(shù)，信號(hào)特性保持一致非平穩(wěn)隨機(jī)平均值不同，信號(hào)特征變化。在這個(gè)例子中，有一些脈沖載荷，每一個(gè)脈沖的特性是不同的把一個(gè)非平穩(wěn)響應(yīng)分成幾個(gè)近平穩(wěn)響應(yīng)是可能的S1

3、3-5NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)數(shù)據(jù)各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)數(shù)據(jù)各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過(guò)程樣本可從任何一段信號(hào)或通過(guò)信號(hào)取出，它可以代表整個(gè)事件這個(gè)例子是同一個(gè)飛行器在同樣的條件下4次飛行的湍流載荷譜S13-6NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation隨機(jī)響應(yīng)分析隨機(jī)響應(yīng)分析隨機(jī)振動(dòng)是一種僅在統(tǒng)計(jì)意義上所表述的振動(dòng)。在任何時(shí)刻的瞬間幅值是未知的；而且，幅值超過(guò)某一值的概率是可以給定的。例子包括地震時(shí)

4、的地面運(yùn)動(dòng)，海洋波高度和頻率, 飛機(jī)和高層建筑的風(fēng)壓振動(dòng)，以及由火箭和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的噪聲激勵(lì)MD Nastran 用頻率響應(yīng)后處理完成隨機(jī)響應(yīng)分析輸入包括從一個(gè)頻率響應(yīng)分析中得到的結(jié)果輸出，以及以功率譜密度和交叉功率譜密度形式表示的用戶(hù)定義的載荷條件輸出為功率譜密度響應(yīng)，自相關(guān)函數(shù)，單位時(shí)間內(nèi)的零交叉數(shù)，以及RMS響應(yīng)值S13-7NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation隨機(jī)響應(yīng)分析隨機(jī)響應(yīng)分析(續(xù)續(xù))要求的輸入數(shù)據(jù)描述為頻率響應(yīng)分析中的輸出用戶(hù)定義的PSD (功率譜密度)從頻率響應(yīng)分析中輸出是什

5、么?知道任意單位載荷輸入和某一點(diǎn)的響應(yīng)之間的關(guān)系是必要的這在本質(zhì)上是傳遞或增益函數(shù)在一點(diǎn)的頻率響應(yīng)用于評(píng)估結(jié)構(gòu)在確定的方式下怎么響應(yīng)在響應(yīng)方面的隨機(jī)載荷輸入效果通過(guò)PSD體現(xiàn)用戶(hù)定義PSD?這是一個(gè)定義隨機(jī)信號(hào)幅值以及其頻率內(nèi)容特性的方法更詳細(xì)的內(nèi)容在下一頁(yè)S13-8NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation什么是什么是“PSD” ?想像一個(gè)需要考慮的隨機(jī)載荷假設(shè)均值為零定義載荷加速度為 g+g0.0-g時(shí)間時(shí)間信號(hào)平方得到非零的均值時(shí)間時(shí)間g2均方值S13-9NAS122, Section 13,

6、 March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation什么是什么是“PSD” ?(續(xù)續(xù))統(tǒng)計(jì)學(xué)表明均方值的平方根（RMS）是:等于正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差s一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差s 或信號(hào)的 RMS值是該值有68.3% 出現(xiàn)幾率 “3 s” 給出了 99.73% 出現(xiàn)幾率現(xiàn)在信號(hào)平均幅值的度量就和其RMS一樣信號(hào)怎么進(jìn)一步被表征?通用對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行濾波，排除所有大于 f1 頻率信號(hào)平方，找到平方后的平均值時(shí)間時(shí)間g2低于 f1的均方值S13-10NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Co

7、rporation什么是什么是“PSD” ?(續(xù)續(xù))Timeg2低于 f5的均方值繼續(xù)減小頻率的上限隨著每一個(gè)頻率范圍的減少，均方值將減少g2低于 f4的均方值g2低于 f3的均方值S13-11NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation什么是什么是“PSD” ?(續(xù)續(xù))頻率頻率現(xiàn)在，可以畫(huà)出均方值隨fi的變化g2均方值總均方值. . . . .f5 f4 f3 f2 f1這類(lèi)圖稱(chēng)為累積均方（CMS）圖，或假如對(duì)其開(kāi)根號(hào)，則它便是累積均方根（CRMS）圖。它表明隨機(jī)信號(hào)的頻率范圍上面的例子表示均方值在

8、f3 和 f2 變化減少的頻率范圍S13-12NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation什么是什么是“PSD” ?(續(xù)續(xù))Frequency Hz現(xiàn)在考慮均方圖的梯度g2/Hz. . . . . .f5 f4 f3 f2 f1這類(lèi)圖稱(chēng)為功率譜密度(PSD)它表明隨機(jī)信號(hào)的頻率范圍，它比累積均方根更直接 g2/Hz 值在f3 和 f2 顯著變化曲線下面積的平方根就是RMS S13-13NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software C

9、orporation什么是什么是“PSD” ?(續(xù)續(xù))考慮多個(gè)隨機(jī)輸入載荷，查看結(jié)構(gòu)上某個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的用一組響應(yīng)PSD表示的響應(yīng)包絡(luò)這組響應(yīng)將生成一個(gè)PSD曲線許多因素決定最后的包絡(luò)線它將在安全和花費(fèi)間平衡“凹坑”的影響是重要的Frequency Hzg2/HzFrequency Hzg2/Hz. . . . . .f5 f4 f3 f2 f1. . . . . .f5 f4 f3 f2 f1S13-14NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation10.0Frequency輸入總結(jié)輸入總結(jié)580.0Fre

10、quencyOutput spectrum scales similarlyInput spectrum scales like thisRR (PSD) InputRR (PSD) OutputFR OutputFrequency Response (FR)5.8FrequencyRandom Response (RR)1.0FrequencyFR InputS13-15NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation1.0Frequency10.0Frequency輸入總結(jié)輸入總結(jié)FrequencyF

11、requencyRR (PSD) InputRR (PSD) OutputFR InputFR OutputFrequency Response (FR)Random Response (RR)S13-16NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation隨機(jī)結(jié)果怎么使用？隨機(jī)結(jié)果怎么使用？RMS值假如畫(huà)出PSD，它是在XY曲線下所包面積的平方根畫(huà)出應(yīng)力云圖等乘以3得到超過(guò)的3s 的概率 (對(duì)于子結(jié)構(gòu)，有時(shí)人們用2.2 代替3)RMS 給出疲勞的平均應(yīng)力PSD圖表明對(duì)應(yīng)于輸入PSD的響應(yīng)可以看見(jiàn)重要的頻率正

12、交叉數(shù)目統(tǒng)計(jì)計(jì)算預(yù)測(cè)在單位時(shí)間內(nèi)的響應(yīng)有多少上穿零軸的零交叉點(diǎn)出現(xiàn)這就是大家都知道的表觀頻率，為疲勞給出循環(huán)計(jì)數(shù)累積 RMS 圖表明哪個(gè)頻率貢獻(xiàn)最多S13-17NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation自相關(guān)圖給出一個(gè)響應(yīng)的隨機(jī)程度的指示信號(hào)在偏移不同的相位下自相乘假如信號(hào)是非隨機(jī)的（正弦函數(shù)，二次波等），那么廣泛的相關(guān)將出現(xiàn)假如信號(hào)是高度隨機(jī)的，那么自相關(guān)輸出有尖峰隨機(jī)結(jié)果怎么用？（續(xù)）隨機(jī)結(jié)果怎么用？（續(xù)）S13-18NAS122, Section 13, March 2011Copyright

13、 2011 MSC.Software CorporationMSC.RANDOM 概述概述在本課程中，使用MSC.Random 工具執(zhí)行隨機(jī)分析MSC.Random 能設(shè)置MD Nastran的頻率響應(yīng)分析作業(yè), 或者也可以在頻率響應(yīng)分析部分運(yùn)行交互式隨機(jī)分析MD Nastran頻率響應(yīng)分析的后處理計(jì)算完成很迅速 (不用重新運(yùn)行MD Nastran)RMS云圖定制的 XY曲線圖S13-19NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software CorporationMSC.隨機(jī)響應(yīng)隨機(jī)響應(yīng)- 流程圖流程圖PatranbdfMD Nas

14、tranxdbMSC.RandompsdS13-20NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software CorporationMSC.隨機(jī)響應(yīng)隨機(jī)響應(yīng)- 流程圖（續(xù)）流程圖（續(xù)）Step 1:.xdb(post,0)Harmonic Analysis(MD Nastran)Step 3:Step 2:Random Analysis(MSC.Random)XY PlotsRMS PlotsRandomInput File.pat file (Binary) RMS AnalysisS13-21NAS122, Section 13,

15、March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星的隨機(jī)振動(dòng)分析研究的結(jié)果顯示了在執(zhí)行隨機(jī)振動(dòng)分析使用MSC.Random的情況 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)模型受到運(yùn)載火箭隨機(jī)垂直加速度載荷的激勵(lì)。 同時(shí)考慮垂直和側(cè)向加速度。確定衛(wèi)星某一準(zhǔn)備放置PCB的位置的響應(yīng)。首先，使用MSC.Random工具做一個(gè)模態(tài)頻率響應(yīng)分析。然后, 用MSC.Random工具執(zhí)行隨機(jī)分析。頻響分析結(jié)果和輸入的PSD用于分析。在感興趣的模態(tài)位置使用 MSC.Random后處理結(jié)果S13-22NAS122, Section 13

16、, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)案例分析步驟1.輸入代表衛(wèi)星模型的MD Nastran文件。 文件名為satellite.bdf.2.打開(kāi)Patran界面下的MSC.Random 工具: 隨機(jī)響應(yīng)分析3.設(shè)置一個(gè)強(qiáng)迫加速度頻率運(yùn)行，基礎(chǔ)點(diǎn)激勵(lì)。重復(fù)兩次，一次為縱向，另一次為側(cè)向4.在頻域 1.0 Hz 到 1000.0 Hz使用1個(gè)單位的激勵(lì).5.使用 2% 的模態(tài)阻尼.6.使用FREQ, FREQ1 and FREQ4 卡片來(lái)確保定義適當(dāng)?shù)膹?qiáng)迫激勵(lì)頻率7.提交模型到MD

17、Nastran，根據(jù)兩個(gè)方向做兩次頻率響應(yīng)分析.8.為PSD輸入定義一個(gè)頻率相關(guān)的場(chǎng).9.從頻率響應(yīng)分析中選擇一個(gè) .XDB結(jié)果文件，用MSC.Random執(zhí)行一個(gè)隨機(jī)振動(dòng)分析10.使用MSC.Random的后處理結(jié)果，生成各個(gè)位置的加速度對(duì)頻率PSDF圖, 以及RMS 云圖.S13-23NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation和往常一樣導(dǎo)入模型.然后用 Plot Markers檢查邊界條件.用 1, 2 and 3方向固定來(lái)約束基礎(chǔ).案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)S13-2

18、4NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporationaa.打開(kāi)MSC.Random 工具.b.在Action處選中 Frequency Response ，在 Method出選中 Enforced Motion.c.給出作業(yè)名, 首先，我們做垂直方向的.d.選擇Z向激勵(lì).e.選擇基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)作為輸入節(jié)點(diǎn)f.選擇位移集為邊界條件（先前生成或輸入的）g.定義默認(rèn)的激勵(lì)頻率和特征值范圍，低頻1.0 Hz和高頻1500.0 Hz 用于特征值求解 強(qiáng)迫頻率在the Adv. Freq 輸出表格中定義（下一頁(yè)）案例分析案例

19、分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)S13-25NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)h) 定義 2% 的臨界模態(tài)阻尼假如阻尼場(chǎng)存在，選它即可i) 進(jìn)入高級(jí)頻率輸出表格 在那兒你可以定義想要的強(qiáng)迫頻率。此案例中， 我們從1到1000赫茲使用 200個(gè)等間距頻率，每個(gè)模態(tài)+-2%的誤差范圍內(nèi).3個(gè)頻率hiS13-26NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corpor

20、ationj) 在輸入表格中鍵入轉(zhuǎn)換為一致單位的放大因子. 如果輸入PSD的單位和您的模型單位一致，就鍵入1 例如，假如模型的長(zhǎng)度單位為英寸，同時(shí)輸入 PSD 的單位為 (in/sec2)2/Hz, 那么1.0 是合適的. 假如輸入的PSD為 G2/Hz, 那么對(duì)于英寸模型，就鍵入386.4, 除非您希望轉(zhuǎn)換輸入PSD為統(tǒng)一的單位 (13-34 and 35頁(yè)), 那么就如前所示使用1.0.k) 在WtMass表格中, 鍵入必要的值轉(zhuǎn)換您的重量單位為質(zhì)量 假如您有使用重量密度單位和其它重量相關(guān)的模態(tài)特性輸入。當(dāng)我們使用重量密度模型，使用一致的lbf, in and sec單位，我們鍵入 .00

21、259l) 確認(rèn)選擇了想要的數(shù)據(jù)結(jié)果。缺省情況下選擇的是加速度，應(yīng)力，力，MPC和SPC 力。案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)jklS13-27NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporationm) 然后，點(diǎn)擊 Apply，程序?qū)⒃赑atran中使用前面的設(shè)置自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)頻率響應(yīng)分析的作業(yè) 并且它將自動(dòng)改變分析類(lèi)型n) 從所列激活的作業(yè)中選出 Random_vertical案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)mnS13-28NAS122, Section 13, Marc

22、h 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation在點(diǎn)Apply之前, 您應(yīng)先瀏覽Random 工具的各種自動(dòng)設(shè)置. 確認(rèn)殘差向量計(jì)算被劃上勾 某些版本不是默認(rèn)選擇殘余向量計(jì)算的。o) 點(diǎn)擊 Solution Type.p) 點(diǎn)擊Solution Parameters.q) 勾選 Residual Vector Computation框.r) 點(diǎn)擊Apply 運(yùn)行MD Nastran 作業(yè)。 轉(zhuǎn)換為 Full Run是必要的， 否則手動(dòng)提交bdf.案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)opqrS13-29NAS122, Section 13

23、, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)保證頻率響應(yīng)的結(jié)果如同期望的那樣是很重要的。作為一個(gè)好的檢查，確認(rèn)驅(qū)動(dòng)位置的響應(yīng)等于輸入。也可以抽樣檢查一些感興趣的節(jié)點(diǎn)的結(jié)果。上圖顯示的是感興趣的節(jié)點(diǎn)3326的垂向加速度強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。使用XYPlot繪圖讓圖片質(zhì)量得到提高。S13-30NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)在92Hz an

24、d 130Hz激勵(lì)作用下產(chǎn)生的垂直加速度頻率響應(yīng)的位移結(jié)果情況。這兩個(gè)模態(tài)沿z軸的模態(tài)有效質(zhì)量的貢獻(xiàn)分別為58%和24%，從前一頁(yè)的FRFs結(jié)果中可以看出這兩個(gè)模態(tài)反映了垂直激勵(lì)的絕大部分。92 Hz激勵(lì)產(chǎn)生的變形130 Hz激勵(lì)產(chǎn)生的變形S13-31NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation提交側(cè)向加速度載荷工況進(jìn)行頻率響應(yīng)分析。a) 這只需簡(jiǎn)單的運(yùn)用MSC.Random工具，改變作業(yè)名和輸入方向 然后點(diǎn)擊Apply。 確保位移集仍然高亮。b) 一旦分析菜單跳出，選擇Random_lateral作

25、業(yè)，點(diǎn)擊Apply。案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)S13-32NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)右圖是感興趣的節(jié)點(diǎn)3326的側(cè)向加速度的結(jié)果。使用XYPlot繪圖讓圖片質(zhì)量得到提高。S13-33NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)在22.55Hz and 22.59H

26、z激勵(lì)作用下產(chǎn)生的側(cè)向加速度頻率響應(yīng)的位移結(jié)果情況。 這兩個(gè)模態(tài)沿X軸的模態(tài)有效質(zhì)量的貢獻(xiàn)分別為36%和12%，從前一頁(yè)的FRFs結(jié)果中可以看出這兩個(gè)模態(tài)反映了側(cè)向激勵(lì)的大部分。 22.55 Hz激勵(lì)下的變形 22.59 Hz 激勵(lì)下的變形S13-34NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)abcd為 PSD輸入生成非空間場(chǎng)a) 鍵入場(chǎng)名：psdb) 選擇頻率(f)作為激活的獨(dú)立變量c) 點(diǎn)擊輸入數(shù)據(jù)按鈕d) 鍵入表中數(shù)據(jù)。因?yàn)槟Ｐ蛦挝粸橛⒋纾瑸?/p>

27、了保持一致，盡管界面提供的格式為Gs2/Hz，輸入PSD的單位還是定義為(in/sec2)2/Hz 。使用場(chǎng)：檢查數(shù)據(jù)顯示，然后使用 XYPLOT修改。S13-35NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)應(yīng)注意PSD的輸入格式。通常假設(shè)基于LOG-LOG的定義。這個(gè)假設(shè)必須檢查。 注意: 仔細(xì)檢查輸入數(shù)據(jù)的單位是否是 “g” 還是 加速度單位。 Frequency (Hz)Acceleration (G*2/Hz)Acceleration (in

28、/sec*2)*2/HzFrequency (Hz)S13-36NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation隨機(jī)分析 (RMS 分析/XY 圖)使用頻率響應(yīng)分析的結(jié)果。假如在做隨機(jī)分析之前頻率響應(yīng)分析沒(méi)有完成，那么先選擇 “Freq. Response” 。假如頻率響應(yīng)分析沒(méi)有完成，那么選擇載荷類(lèi)型是必要的。強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)施加的載荷案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)S13-37NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software

29、 Corporation在MSC.Random中給頻率響應(yīng)分析選擇載荷類(lèi)型強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)在任意多的節(jié)點(diǎn)施加強(qiáng)迫加速度選擇方向運(yùn)用載荷選擇預(yù)定義的載荷工況案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)S13-38NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)使用使用 MSC.Random生成生成 Xyplots圖圖a) Patran 工具: Random Analysis.b) 改變Action 從 Freq. Response 到 XY plots.c

30、) 點(diǎn)擊選擇XDB 文件. d) 選擇適當(dāng)?shù)?xdb. 我們先看看側(cè)向情況。e) 點(diǎn)擊Apply.abcdeS13-39NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)使用使用 MSC.Random生成生成 Xyplots圖圖(續(xù)續(xù))a) 點(diǎn)擊PSD輸入.b) 確保隨機(jī)輸入方法設(shè)置為 Single Case.c) 確保 Auto Spectral Density 被選上.d) 點(diǎn)擊 Excited Set 對(duì)話框.e) 從Available Subcas

31、es 下列框中選擇適當(dāng)?shù)墓r.f) 點(diǎn)擊OK.abdecfS13-40NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)使用使用 MSC.Random生成生成 Xyplots圖圖(續(xù)續(xù))在對(duì)話框中有許多選項(xiàng)，它們會(huì)在下面幾頁(yè)里詳細(xì)講述。a) RMS 放大框讓用戶(hù)通過(guò)放大因子在 XYplot 圖上放大結(jié)果 鍵入1.0 為 1-sigma 結(jié)果.b) 選擇整合方案計(jì)算RMS結(jié)果 確保這和輸入PSD的表格一致。c) 選擇Plot類(lèi)型顯示 接下來(lái)的頁(yè)面將講述可選的

32、選項(xiàng).d) 選擇加速度響應(yīng)類(lèi)型接下來(lái)的頁(yè)面將講述可選的選項(xiàng).e) 基于響應(yīng)類(lèi)型，實(shí)體類(lèi)型將變化 選擇節(jié)點(diǎn).f) 假如結(jié)果類(lèi)型不是加速度，那么這個(gè)輸入框?qū)⑹腔疑?否則, 使用模型的單位，用戶(hù)鍵入代表重力加速度常數(shù)的因子。為了以G2/Hz為單位輸出加速度PSD，這個(gè)因子將被加速度結(jié)果相除。因?yàn)槲覀兊募铀俣葐挝粸閕n/sec2, 故鍵入 386.4.其它選項(xiàng)將在接下來(lái)的頁(yè)面討論。daefbcS13-41NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)使用使用

33、MSC.Random生成生成 Xyplots圖圖(續(xù)續(xù))a) 選擇icon圖標(biāo)為T(mén)arget Entities.b) 選擇結(jié)果分量方向 因?yàn)檫@是一個(gè)側(cè)向激勵(lì)，選擇DOF 1.c) 選擇感興趣的節(jié)點(diǎn) 本例中, 節(jié)點(diǎn)3326.d) 點(diǎn)擊Apply.abcdS13-42NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)圖例圖例: 顯示節(jié)顯示節(jié)點(diǎn)號(hào)，點(diǎn)號(hào)，RMS 和正交叉點(diǎn)和正交叉點(diǎn)數(shù)目數(shù)目.顯示顯示G 值因值因子和鍵入的子和鍵入的RMS 放大因放大因子子.顯示響

34、應(yīng)類(lèi)型，方向，以顯示響應(yīng)類(lèi)型，方向，以及是否有及是否有Y軸結(jié)果放大。軸結(jié)果放大。輸出 PSDRMS 是是 9.895 g 因此在因此在3*RMS中安全的中安全的 g 限是限是29.685g. 表觀頻率是表觀頻率是 38.54 Hz, 說(shuō)明說(shuō)明模態(tài)模態(tài) 3貢獻(xiàn)大。貢獻(xiàn)大。S13-43NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)S13-44NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software

35、Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)Plot 類(lèi)型有許多選項(xiàng) 最常見(jiàn)的是PSDF, CRMS 和 Auto Correlation.S13-45NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)使用使用 MSC.Random生成生成 Xyplots圖圖(續(xù)續(xù))a) 第三圖標(biāo) (Curve Display Attributes) 允許曲線修改。b) 第四圖標(biāo)(Graph Display Attributes) 允許圖形修

36、改。c) 第五圖標(biāo) (Export/Import) 允許輸出曲線的CSV數(shù)據(jù)。假如曲線已保存，它可顯示曲線。abcS13-46NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)隨機(jī)分析輸入表格的其它選項(xiàng)：選擇 Random Input Method 為存在的 RANDPS 文件這允許用戶(hù)選擇.rnd 文件, 根據(jù)RANDPS定義的數(shù)據(jù)，作為MD Nastran .bdf 輸入的一個(gè)片段，作為 MSC Random 定義。S13-47NAS122, Sect

37、ion 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation Power Spectral Density SpecificationDefines load set power spectral density factors for use in random analysis having the frequency dependent formFormat:12345678910RANDPSSIDJKXYTIDExample:RANDPS53722.54FieldContentsSIDRandom analysis set iden

38、tification number. (Integer 0).JSubcase identification number of the excited load set. (Integer 0).KSubcase identification number of the applied load set. (Integer w 0; K J).X, YComponents of the complex number. (Real).TIDIdentification number of a TABRNDi entry that defines G(F). (Integer 0).Remark

39、s:Set identification numbers must be selected with the Case Control command (RANDOM = SID).For auto spectral density, J = K, X must be greater than zero and Y must be equal to zero.For TID = 0, G(F) = 1.0.RANDPSSjk(F) = (X + iY)G(F)(Continued)RANDPS may only reference subcases included within a sing

40、le loop (a change in direct matrix input is not allowed).See Section 4.5.2 of the MSC.Nastran Handbook for Dynamic Analysis for a discussion of random analysis.輸入格式輸入格式S13-48NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation Power Spectral Density Specification6.7.In the case of c

41、yclic symmetry Solution Sequences 88 and 118, J and K must refer to the coded subcase IDs. See the MSC.Nastran Reference Manual, Chapter 15 for the coding procedure.In superelement analysis, J and K must refer to the superelement subcases. For example, if superelement 10 has SUBCASEs 1 and 2 and sup

42、erelement 20 has SUBCASEs 3 and 4, then a separate RANDPS entry is required for each superelement, even though X, Y, anRANDPSBulk Data Entry輸入格式輸入格式(續(xù)續(xù))S13-49NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software CorporationPower Spectral Density TableFormat:12345678910TABRND1TIDXAXISYAXISf1g1f2g

43、2f3g3-etc.-Example:TABRND132.50.010572.60.01362ENDTFieldContentsTIDTable identification number. (Integeru0)XAXISYAXISfiFrequency value in cycles per unit time. (Real 0.0)giPower spectral density. (Real)Remarks:1.The fi must be in either ascending or descending order, but not both.2.3.At least two en

44、tries must be present.4.Any fi-gi pair may be ignored by placing “SKIP” in either of the two fields used for that entry.5.TABRND1Defines power spectral density as a tabular function of frequency for use in random analysis. Referenced by the RANDPS entry.Specifies a linear or logarithmic interpolatio

45、n for the x-axis. (Character: “LINEAR” or “LOG”; Default=“LINEAR”)Specifies a linear or logarithmic interpolation for the y-axis. (Character: “LINEAR” or “LOG”; Default=“LINEAR”)Discontinuities may be specified between any two points except the two starting points or two end points. For example, in

46、Figure discontinuities are allowed only between points f2 through f7. Also, if g is evaluated at a discontinuity, then the average value of g is used. In Figure , the value of g at f=f3 is g=(g3+g4)/2. If the y-axis is a LOG axis then the jump at the discontinuity is evaluated as .The end of the tab

47、le is indicated by the existence of “ENDT” in either of the two fields following the last entry. An error is detected if any continuations follow the entry containing the end-of-table flag “ENDT”.(Continued)Bulk Data Entryy= y3 y4輸入格式輸入格式(續(xù)續(xù))S13-50NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Sof

48、tware CorporationPower Spectral Density TableTABRND1 uses the algorithmg = gT(f)TABRND1Bulk Data Entrywhere f is input to the table and g is returned. The table look-up is performed using linear interpolation within the table and linear extrapolation outside the table using the two starting or end p

49、oints. See Figure . No warning messages are issued if where f is input to the table and g is returned. The table look-up is performed using linear interpolation within the table and linear extrapolation outside the table using the two starting or end points. See Figure . No warning messages are issu

50、ed if Figure 1. Example of Table Extrapolation and Discontinuity.For auto spectral density, the value of g returned must be greater than or equal to zero, as shown in Remark 6.gfDiscontinuityDiscontinuityLinearExtrapolationof Segmentff1f2f3,f5f6f7,f value輸入格式輸入格式(續(xù)續(xù))S13-51NAS122, Section 13, March 2

51、011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)圖形疊加基礎(chǔ)輸入，并觀察PSD輸入的效果。從先前的模態(tài)分析結(jié)果和結(jié)構(gòu)的有效質(zhì)量來(lái)看，已假設(shè)50 Hz為一有效的截?cái)?這圖支持這一點(diǎn)。但是對(duì)于結(jié)構(gòu)其它的激勵(lì)方向或者不同的位置，這一點(diǎn)有可能是不正確的S13-52NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)abedfgca.從MSC Random 工具, 設(shè)置 Actio

52、n 為 RMS 分析。b.假如Xyplots圖已生成，那么 XDB 和輸入的 PSD 已被定義。c.鍵入有效的結(jié)果名 這將是出現(xiàn)在結(jié)果表格中的結(jié)果工況名。d.選擇結(jié)果類(lèi)型，對(duì)這個(gè)例子，我們將選擇Acceleration.e.鍵入想要的RMS放大因子。f.選擇適當(dāng)?shù)腎ntegration Scheme 。g.點(diǎn)擊Apply.對(duì)于任何需要的響應(yīng)結(jié)果，該過(guò)程將被重復(fù) 確保使用一個(gè)唯一的結(jié)果名。S13-53NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)另一個(gè)顯示一些結(jié)果的方法是使用p

53、atran結(jié)果菜單，顯示在random 工具中創(chuàng)建的RMS結(jié)果云圖。a) Results/Create/Fringeb) 選擇 RMS, Random-accelc) 選擇需要的方向。 d) 點(diǎn)擊 Apply. RMS的結(jié)果圖是一RMS 加速度幅值圖abcd從RMS 云圖中可以看到，在RMS響應(yīng)中面板的局部模態(tài)占據(jù)重要的部分。假如有一個(gè)部件安裝在這里，將有32.35 g RMS (12,500 in/sec2 RMS)的高載環(huán)境，然而，對(duì)于感興趣的節(jié)點(diǎn)，響很小， 9.88 g RMS (3,820 in/sec2).S13-54NAS122, Section 13, March 2011Cop

54、yright 2011 MSC.Software Corporation案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)當(dāng)對(duì)比同樣的節(jié)點(diǎn)3670, 您能發(fā)現(xiàn)RMS 在Xyplot圖上的計(jì)算值和云圖中顯示的是一樣的。S13-55NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)位移RMS云圖.S13-56NAS122, Section 13, March 2011Copyright 2011 MSC.Software Corporation案例分析, 人造衛(wèi)星隨機(jī)響應(yīng)基于這個(gè)分析，從PSD響應(yīng)曲線得到一個(gè)包絡(luò)該曲線的PSD規(guī)范是可能的 。在如下練習(xí)中, 用于印刷線路板的輸入PSD是基于這類(lèi)分析類(lèi)型的。同時(shí)也表明在我們現(xiàn)在的情況下，輸入PSD如果向低頻偏移，則將是一個(gè)更容易破壞的環(huán)境，因?yàn)槲覀?/p>