Расчет вибрации при одновременном действии усилий на нескольких частотах

[Nikk24 14]

Добрый день, форумчане

Мне нужно рассчитать виброускорения в определенных точках конструкции при совместном действии нескольких усилий, приложенных в разных точках конструкции на разных частотах. 
Правильно ли я понимаю, что гармонический анализ в таком случае не применим и нужно использовать трансиент? Нет ли каких-то методик на такой случай?

[Борман 2 375]

Если задача линейная, то сначала считаете на одной частоте и находите виброускорение на ней, а потом на другой.

[Nikk24 14]

2 часа назад, Борман сказал:

Если задача линейная, то сначала считаете на одной частоте и находите виброускорение на ней, а потом на другой.

И потом можно сложить с учетом фазы?

[Борман 2 375]

1 минуту назад, Nikk24 сказал:

И потом можно сложить с учетом фазы?

Можно думаю. 

Но смысла в этом будет мало если разные частоты.

[dbarlam 184]

Не знаю какую программу вы используете.

Посмотрите прилепленные файлы - пластина нагруженная в 2-х точках сосредоточенными силами

Первый прогон - определиться с частотами и формами - чтобы знать в какой области частот наружать

Это -Frequency Response Analysis - я использNormal Moded.txtFRAD.bdfовал Direct но можно и Modal

Обратите внимание , что силы действуют одновременно

[Jesse 958]

3 часа назад, Nikk24 сказал:

И потом можно сложить с учетом фазы?

да задайте на вход ускорение в частотной области сразу на двух частотах да и всё. Тренжиент тут нужен разве что если вам интересно в переходном режиме посмотреть, пока в конструкции ещё не установились вынужденные колебания на двух частотах.

Что касается фаз, но в контексте прочности на них обычно забивают насколько знаю.. То есть берут обычно только АЧХ (действительную часть) комплексного отклика, и работают с амплитудным спектром или спектром мощности. Разности фаз нужны чтоб по отклику восстановить исходный сигнал. Короче это больше для тех кто с изображениями работает и смежными фичами.. 
Буду рад кто поправит насчёт фаз, самому интересно..)

[Orchestra2603 224]

10 hours ago, Nikk24 said:

Мне нужно рассчитать виброускорения в определенных точках конструкции при совместном действии нескольких усилий, приложенных в разных точках конструкции на разных частотах. 

В линейных задачах действует принцип суперпозиции в том числе и в частотной области: считайте на набор сил F_i на частоте w_i, потом второй раз на набр сил F_j на частоте w_j. Результат можно смело складывать.

4 hours ago, Nikk24 said:

И потом можно сложить с учетом фазы?

Как правило, фазовые соотношения между откликами от разных сил (например, от работающего двигателя и от каких-то внещних динамических усилий) даже на одной частота неизвестны - это штука случайная. Поэтому, в принципе невозможно точно сказать, как складывать амплитуды гармоник (скажем, A и B ) от двух раченых случаев даже на одной и той же частоте. Может быть и A - B (в противофазе), и A+B, если совершенно синфазный случай. Можно взять сдвиг по фазе как некое среднее на интервале от 0 до П, и суммирующая амплитуда будет sqrt(A^2 + B^2). Если складывть гармоники с разными частотами, то разница фаз будет еще и во времени меняться. Если в результате нужна максимальное суммарное значение, то я бы брал в расчет просто сумму всех амплитуд (это гарантированный в функциональном анализе максимум), но это была бы очень консервативная оценка.

11 hours ago, Nikk24 said:

...в таком случае не применим и нужно использовать трансиент?

Если вам достоверно известны фазовые сдвиги по силам на разных частотах в разных точках, и нужно только снять c time history максимальный суммарнй отклик, то может иметь смысл. Я бы сильно задумался тогда, а что если эти сдвиги по фазе по силам окажутся чуть-чуть не такими, насколько изменится максимальный отклик.

[dbarlam 184]

В настране можно задать достаточно широкий спектр включая фазу

Транзиентный анализ хорош если у вас НЕПЕРИОДИЧЕСКОЕ нагружение - как правило удар

 

[Nikk24 14]

Проблема, вроде, решена.

Спасибо всем форумчанам за ценные советы. 

[Jesse 958]

23 минуты назад, dbarlam сказал:

Транзиентный анализ хорош если у вас НЕПЕРИОДИЧЕСКОЕ нагружение - как правило удар

а делали когда - нибудь в МКЭ трензиент для НЕПЕРИОДИЧЕСКОГО нагружения в частотной области? Ну типа спектрограммы и всё такое...

[dbarlam 184]

Вы наверное имеете ввиду SRS - Shock Response Spectrum Преобразовние/представление непериодического сигнала 

в спектральной области

Если вы об этом - тогда ДА -делал

Имелся импульс как функция времени и я его переводил в частотную область и использовал

полученный график для расчета с использованием SRS - получались результаты 

И это вместо того чтобы гонять транзиентную задачу. Много проще и быстрее. 

Есть свои подводные камни , но в принципе подход известный и удобный а главное быстрый

[Orchestra2603 224]

37 minutes ago, Nikk24 said:

Проблема, вроде, решена.

Так и как решена в итоге? Расскажите уж.

[Jesse 958]

35 минут назад, dbarlam сказал:

- получались результаты 

И это вместо того чтобы гонять транзиентную задачу. Много проще и быстрее. 

а весёлые картинки имеются?)

 

2 часа назад, Orchestra2603 сказал:

Как правило, фазовые соотношения между откликами от разных сил

можно заключить, что фазовые соотношения интересны только когда у нас несколько сил? То есть когда у нас одна сила, то на фазы можно забить (что обычно и делается)..

[dbarlam 184]

Конкретно сейчас под рукой ничего нет.

Я завтра подготовлю что-нибудь попроще - и поставлю на форуме. 

[Jesse 958]

2 часа назад, dbarlam сказал:

Вы наверное имеете ввиду SRS - Shock Response Spectrum Преобразовние/представление непериодического сигнала 

чё т тупанул сразу не вкурил..)
Не, спектралка - это методика, иначе говоря костыль для расчёта сейсмики.
Я про другое.. конкретно,  перевести входной импульс в частотную область, получив тем самым амплитудный входной спектр, меняющийся во времени. И для каждого момента времена (и, соотв-но, для каждого "мгновенного" спектра) вычисляем частотный отклик по обычному Harmonic Response. 

 

Это чем то похоже на анализ Linear Pertubation, когда для каждого шага в нелинейном решателе определяем собственные частоты или формы потери устойчивости. Но по ходу то, что я выше расписал крайне невыгодно и бессмысленно использовать..)

Изменено 2 февраля 2023 пользователем Jesse

[Nikk24 14]

2 часа назад, Orchestra2603 сказал:

Так и как решена в итоге? Расскажите уж.

Неточно выразился - не задача решена, а определен способ ее решения. А сама она еще будет считаться. 

[dbarlam 184]

коллега Jessy - Я вас понял . Мы это делали на другом инструментарии. Если мне не изменяет память - VIEWLAB или что-то похожее по

названию. Лет 10 назад. 

[dbarlam 184]

Это называется LABVIEW - мы использовали его для тестирования вибраций конструкции

Там очень широкий спектр возможностей 

И есть связь с FEA

[AlexKaz 1 822]

1 час назад, dbarlam сказал:

Это называется LABVIEW

На рисунках просто водопад, полученный через БПФ от любой функции (ускорение, скорость, перемещение, угол, которые зависят от времени).

1 час назад, dbarlam сказал:

Там очень широкий спектр возможностей 

И есть связь с FEA

Многоканальная замерялка данных с портов + обрезанный аналог симулинка. Если и есть связь с FEA, то явно лишняя. Загнать временнЫе данные из CAE в Scilab/Matlab и т.п. и получить водопад куда проще. Но это мало кому надо - тот же ANSYS БПФ и водопад умеет сам искаропки.

Изменено 3 февраля 2023 пользователем AlexKaz

[Orchestra2603 224]

21 hours ago, Jesse said:

можно заключить, что фазовые соотношения интересны только когда у нас несколько сил? То есть когда у нас одна сила, то на фазы можно забить (что обычно и делается)..

Ну... фаза должна быть между чем-то и чем-то, т.е. относительно чего-то. Например, сдвиг по фазе у отклика относительно силы - это ФЧХ системы (фазо-частотная характеристика). Но это свойство не сигнала , а самой системы, конструкции, модели и т.п. Если мы говорим только о сигнале самой силы, и она всего одна, то непонятно становится, относительно чего отсчитывать эту фазу ))