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[资料] 简述冲击响应谱分析

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发表于 2014-9-1 15:01:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
谱分析技术广泛用于多质点弹性体系的地震反应分析,它将模态分析结果与一条已知的谱曲线联系起来,用于计算模型的位移及应力的一种分析方法。谱曲线可以是各种规范、规程中的标准谱曲线,也可以是直接由自由度弹性体系运动方程直接积分得到的特定加速度对应谱曲线。
    响应谱分析可用于估计特定加速度记录激励下结构的峰值响应(包括位移和应力),该法是一种近似方法,适于基于设计研究。响应谱分析过程基于模态分析,因此模态分析提取的有效阶数必须足以反映系统的动力学特征。      
由于各个振型在总的地震效应中的贡献总是以自振周期最长的基本振型(或称第一振型)为最大,高阶振型的贡献随着阶数的增高而迅速减小。因此,即使结构体系由大量质点组成,常常也只需要将前几个振型的地震作用效应进行组合,就可以得到精确度较高的近似解,从而大大减小了计算工作量。
    响应谱分析过程计算量远低于基于直接积分的动力学分析过程,但是谱分析过程只能对体系在特定谱曲线作用下峰值响应进行估计,多用于近似估计结构在随机荷载及随时间变化荷载(如地震荷载、风荷载、海洋波浪荷载、喷气发动机推力荷载)作用下的动力响应。


当结构受到单向激励作用的情况:ABAQUS程序进行响应谱分析时先计算出各阶模态响应及其参与系数,然后在各阶模态响应的基础上,采用不同的组合方法进行叠加,得到结构总体响应。当结构受到三个方向激励作用的情况:ABAQUS程序进行响应谱分析时,先计算单个方向各阶模态响应分量,组合各阶模态响应得到单方向响应,然后对三个方向激励的响应进行组合,得到总响应。


定义谱曲线时,需要足够数量的插值点才能定义一个能够反映实际响应谱特征的谱曲线。ABAQUS中通常采用两种方式定义谱曲线。一种方式就是直接在*SPECTRUM命令行数据块中输入谱曲线插值点数据;另一种则利用*SPECTRUM命令中INPUT选项,调用用户谱曲线数据文件。响应谱分析基本过程大致可以分为如下四个部分:1.建立模型;2.模态分析;3.谱分析;4.观察结果。




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