第一十六章 随机振动分析

    随机振动分析用于确定结构在随机载荷作用下的响应。目前，随机振动分析在车辆、土木结构和机载电子设备等的设计上得到了广泛应用。与确定性振动不同，随机振动服从概率统计规律，只能用概率统计方法描述，我们只能知道物理量的统计值（均值、均方根值、标准偏差）。

    ANSYS采用功率谱密度（Power Spectral Density，PSD）谱作为随机振动分析的载荷输入。功率谱密度是一种概率统计方法，是对随机变量均方根值的量度，包含了随机振动的能量和频率信息。功率谱密度谱是一条功率谱密度值-频率值的关系曲线，其中功率谱密度可以是位移功率谱密度、速度功率谱密度、加速度功率谱密度和力功率谱密度等形式，它们的单位是(物理单位)2/Hz。数学上，功率谱密度值-频率值关系曲线下的面积就是方差，即标准偏差的平方值。

    在ANSYS中，假定随机振动输入的均值为零，且满足正态（高斯）分布。同样，随机振动响应的均值也为零，且满足正态分布。随机振动分析的输出为响应功率谱密度，与输入的随机功率谱密度具有同样的物理意义。

    随机振动分析基于模态分析技术，因此，随机振动分析也是线性分析。任何非线性特性，如塑性和接触（间隙）单元，即使定义了，也将被忽略。