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測振動作用于被分析物體時所發生的現象的軟件。

當一定的外力作用于物體時，根據外力的大小和方向，物體會發生變形。一般來說，物體會根據變形量產生試圖恢復其原始形狀的力，當超過物體材料強度的力作用于其上時，物體就會發生塑性變形或斷裂。

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，在一定時間內反復作用，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雜振動引起的現象的軟件。

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

每個結構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，則可能會發生共振。這種共振會增加振動并導致結構的損壞或破壞，因此有必要在設計階段通過模擬等來檢查共振。振動分析軟件用于確認這種現象。

振動分析功能作為線性動態分析被納入結構分析軟件中。還有一種稱為聲學振動分析軟件的設備，可以處理實驗數據，但這里我們將振動分析軟件作為模擬軟件來討論。

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量成正比，并為該物體提供加速度"，數學上表示為 F=ma。這里F是外力，m是物體的質量，a是加速度。

振動分析軟件使用與實際物體相對應的彈簧質量系統的方程 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，我們進行建模，使用數學公式來表達對象。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值方法將運動方程應用于建模對象。作為應用數值求解方法的條件，還需要初始條件、邊界條件等。

振動分析軟件可以執行上述計算并輸出結果。

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