17 零件谐波响应（第42课）-solid works simulation

17-1 相关概念

谐波响应的两大用途：

（1）查找共振点，避频

（2）查看非共振频率下结构的变形量

17-2 例题（外部激励，在音叉顶端施加载荷）

（1）新建算例

选择线性动力模块，谐波响应，命名外部激励谐波X（先考虑X方向）

（2）赋予材料，设置夹具和载荷

注意材料已经更正为chrome stainless steel镀铬不锈钢。

选择力载荷，作用面选择音叉顶端，编辑载荷频率曲线，按题目输入频率5000Hz，注意更换单位为Hz

（3）确定频率阶数

由于是线性动力模块，求解精度需要通过质量参与评估。

可以先运行频率，求解频率看看质量参与。右键算例属性，试输入频率数20

确定后，右键算例选择运行频率。

列出质量参与。

查看X方向的质量参与，正好81%左右，说明能初步满足精度要求。可以就把频率数设置为20阶。

（4）右键算例，试运行求解

报错，弹框显示阻尼未定义。

设置阻尼，输入阻尼比率0.05

（5）再次右键算例，试运行求解

报错，显示频率范围错误。

右键算例，选择属性

选择频率选项选项卡。修改上限频率5000Hz。这里才决定了题目中激励输入的频率。力载荷设置的曲线频率倒是可以大点，但是个人觉得为了相对统一，也一起设置为5000。

（6）再次运行求解。

查看位移，选择探测，点击响应。

可以看到有两个共振点。（通过鼠标十字叉可以看到对应的振幅和频率）

一般会避掉这两个频率点。但在企业实际中，一般不是这种外部激励方式，而是内部激励方式，把测试件安装固定在振动台上，找到共振频率避免。对应下面的例题。

17-3 例题（内部激励，在音叉固定约束本身施振动源）

从音叉固定端施加激励。

（1）新建算例

从上述17-2外部激励算例复制新建，命名内部激励谐波X，还是从X方向加载。

（2）施加内部

激励压缩原来的顶部加载方式，右键选择统一基准激发。

统一基准激发：输入激励的振动源1个

选定的基准激发：可能结构有多个振动输入源

按照题目要求，选定X方向，输入加速度和对应的频率曲线。

（3）右键算例设置频率范围

按题目要求修改为10000Hz

（4）运行求解

可以看到X方向的共振点有4个。并不是所有的固有频率点会发生共振。因此实际企业会进行避频，留下合适的档位，如风扇有很多档位来进行选择。

若考虑到Y方向和Z方向，可能激励共振点也不会不一样。

例如下图所示的阻尼较小时的X方向激励和Y向激励

故不是所有的固有频率点都会发生共振。

另外比较例图中的X向共振和后面附上的阻尼较小的X向共振，可以看到，阻尼不会改变共振频率点，但是会改变峰值，即影响幅值。

参考文献

[1]张晔Solidworks Simulation

【Solidworks Simulation有限元分析应用基础教程 张晔-哔哩哔哩】 https://b23.tv/22wJ8FF

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