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三分钟挑战！Abaqus谐响应分析，你能行吗？

2025-03-12

当结构受到的外部激励频率接近其固有频率时，会发生共振现象，导致结构的振动幅度急剧增大，可能引发结构疲劳、损坏甚至破坏。通过谐响应分析，可以确定结构在不同频率下的响应特性，从而识别出结构的固有频率和共振频率。这有助于在设计阶段优化结构，避开危险的共振频率，确保结构在实际使用中的安全性和可靠性。那么我们的abaqus怎么去设定谐响应分析呢，今天三分钟教你搞定相关设定。

步骤一：创建分析步

谐响应分析是建立在模态分析上的，所以需要第一步定义模态分析，然后定义频率数，当然这一切都必须设定好材料属性，密度、弹性/塑性等参数是必不可缺少的（如图1）。

图1

建立谐响应分析步，设置step2为“线性摄动”，选择“稳态动力学模态”的选项（如图2）。

图2

点击继续，我们可以看到基本信息里面有四个选项，前两个选项其实就是我们分析的一个频率范围，此范围可以先试算我们结构的频率值得出结果，再根据你想关注的频率范围进行填写，软件会自动进行扫频计算（如图3）。

图3

后面的点数意味着频率范围内的取值多少，它可以根据“对数”或者“线性”的选项自动保存结果，其他保持默认即可。除了需要设置基础信息之外，还需要设置阻尼。点击“阻尼”，abaqus给出了四个选项，分别为“直接模态“、“复合形式”、“瑞丽”和“结构”，用户可以根据自身需求选择。本文采用“直接模态”，“开始模式”和“结束模式”对应的就是你要分析的模态阶数，因本次是取了15阶模态，则填写了1~15，“临界衰减分数”取值0.05，此值可以根据相关文献查找，最后点击完成（如图4）。

图4

步骤二：设定场输出

我们可以看到，当我们设定完分析步后，仅有step1的场输出，而step2没有，所以需要我们自己定义，点击“创建”，因为谐响应比较关心结构位移状况，所以勾选“位移/速度/加速度”-“U平移和转动”，点击确定，则场输出设定完成（如图5）。

图5

步骤三：设置接触以及边界条件

在这一步，需要先设置模型的接触，设定完成后再来设置结构的约束条件，这需要在初始分析步里定义（如图6）。

图6

然后再在step2里面设置荷载，然后看到力的大小里面有两栏，分别为实部与虚部，正弦填在虚部，余弦填在实部（如图7）。

图7

以上三个步骤就是谐响应分析的全部设定，然后就可以进行网格划分与提交计算。

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步骤四：查看结果与绘图

通过结果文件可以直接查看我们的振动整体响应（如图8）。

图8

我们也可以点击“结果”，查看“分析步/帧”，再选择step1，则可以查看所有定义的模态阶数频率（如图9）。

图9

因为谐响应分析用户可能会比较在意结构中某一点的振动状况，我们也可以进行单点的振动响应绘图。首先点击“结果”-“激活的分析步/帧”，取消step1的勾选（如图10），然后再选择“ODB场变量输出”（如图11）。

图10

图11

点击“变量”，选择要研究的位移方向（如图12）。

图12

然后再“单元/节点”上选择单元，然后点击“绘图”即可绘制单点的振动响应（如图13）。

图13

以上就是关于abaqus进行谐响应分析的设定与结果查看的全部内容。如有不解，请联系实威国际·研威贸易的技术支持团队，获取专业的帮助和指导。

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