对于某些振动,其规律显示出相当的随机性而不能用确定性的函数来表示,但它们都有某种统计学特征,因此可以用概率统计的方法来描述,这种振动就是随机振动。例如,空中飞行的飞机,道路上行驶的汽车,波浪撞击船舶,受地震影响的建筑物等。
对于这些实际问题的求解,由于每次的载荷都不一样,我们不可能得到一个准确值,而只能得到一个概率性的结果,此时就可以应用随机响应分析。
对于一个随机振动,通常采用功率谱密度(PSD)的方法来描述其统计特征。工程中,一般使用激励的均方值与频带宽度的比值来评估,即PSD=(均方)/(f1-f2),单位是units2/Hz 。对于结构振动来说,常见的激励有加速度激励、速度激励以及位移激励。下图是功率谱密度曲线图,功率谱密度函数下方的面积是激励量的均方值。
如何得到PSD曲线?(以重力加速度谱为例)
PSD曲线的具体形式
随机振动计算原理
随机响应分析是频率响应分析的后处理过程,因此进行随机响应分析时主要耗时在频率响应分析的过程,而后处理的过程速度非常快。
核心思想一:大多数不规则现象遵循正态分布
*高斯概率曲线的平均值被定义为高斯分布的标准偏差值
*通过多个sigma值,可以考虑激励发生的更大的概率
核心思想二:如果正态分布的激励作用在线性系统上,则系统的响应是一个不同的随机过程,但仍旧服从另一个正态分布,所以结构的响应也会存在着某种统计学特性。
工程中的PSD曲线
例;以MeshFree为例,NFX请参考随机振动疲劳分析跟随例题
分析流程
PSD曲线定义
分析控制定义
后处理结果查看