什么是振動分析軟件？

更新時間：2024-08-13

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振動分析軟件是用于在計算機上預(yù)測振動作用于被分析物體時所發(fā)生的現(xiàn)象的軟件。

當(dāng)一定的外力作用于物體時，根據(jù)外力的大小和方向，物體會發(fā)生變形。一般來說，物體會根據(jù)變形量產(chǎn)生試圖恢復(fù)其原始形狀的力，當(dāng)超過物體材料強度的力作用于其上時，物體就會發(fā)生塑性變形或斷裂。

另一方面，振動不是恒定的外力，而是作用在物體上的隨時間變化的力。特別是波浪，在一定時間內(nèi)反復(fù)作用，會引起較大的變形甚至破壞，就像有很大的外力作用在物體上一樣。振動分析軟件是模擬復(fù)雜振動引起的現(xiàn)象的軟件。

振動分析軟件的使用

振動分析軟件用于各種振動結(jié)構(gòu)，不僅用于汽車和電氣設(shè)備等制造業(yè)，而且還用于建筑行業(yè)，以模擬地震引起的振動影響。

每個結(jié)構(gòu)都有自己的固有頻率，因此如果施加的振動與固有頻率匹配，則可能會發(fā)生共振。這種共振會增加振動并導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的損壞或破壞，因此有必要在設(shè)計階段通過模擬等來檢查共振。振動分析軟件用于確認(rèn)這種現(xiàn)象。

振動分析功能作為線性動態(tài)分析被納入結(jié)構(gòu)分析軟件中。還有一種稱為聲學(xué)振動分析軟件的設(shè)備，可以處理實驗數(shù)據(jù)，但這里我們將振動分析軟件作為模擬軟件來討論。

振動分析軟件原理

首先，振動分析的支柱是運動方程。它被稱為牛頓第二定律，指出“作用在物體上的合力與該物體的質(zhì)量成正比，并為該物體提供加速度"，數(shù)學(xué)上表示為 F=ma。這里F是外力，m是物體的質(zhì)量，a是加速度。

振動分析軟件使用與實際物體相對應(yīng)的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的方程 F=ma+kx+c，并使用隨時間變化的加速度和位移。這個時候就用到了微分和積分。

振動分析軟件分析以下步驟，以了解實際物體的行為。首先，我們進(jìn)行建模，使用數(shù)學(xué)公式來表達(dá)對象。在建模中，我們不僅輸入形狀，還輸入材料信息，特別是密度和楊氏模量。接下來，使用有限元法、有限差分法和有限體積法等數(shù)值方法將運動方程應(yīng)用于建模對象。作為應(yīng)用數(shù)值求解方法的條件，還需要初始條件、邊界條件等。

振動分析軟件可以執(zhí)行上述計算并輸出結(jié)果。

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