三分之一倍频程程序解读

方法一：%A计权声压级频谱分析

clc;

clear;

close all;

y=wavread('abc.wav');

fs=51200;%采样频率

p0=2e-5;%参考声压

f=[1.00 1.25 1.600 2.00 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30 8.0]; %基准中心频率

f1=[20.00 25.0 31.5 40.0 50.0 63.0 80];

fc=[f1,100*f,1000*f,10000*f]; %%%%%%%%%中心频率%%%%%%%%

%20-16000Hz A声级计权值

cf=[-50.5,-44.7,-39.4,-34.6,-30.2,-26.2,-22.5,-19.1,-16.1,-13.4,-10.9,-8.6,-6.6,-4.8,-3.2,-1.9,-0.8,0,0 .6,1.0,1.2,1.3,1.2,1.0,0.5,-0.1,-1.1,-2.5,-4.3,-6.6];

t1=1;

t2=2;

x=y(t1*fs+1:t2*fs);%截取需要处理的数据段

n=length(x);

t=(0:1/fs:(n-1)/fs);

subplot(221);

plot(t,x);%瞬时声压时程图

w=hanning(n); %汉宁窗

xx=1.633*x.*w; %加汉宁窗(恢复系数为1.633)

nfft=2^nextpow2(n);

%nextpow2(n)-取最接近的较大2次幂

a = fft(xx,nfft);

f = fs/2*linspace(0,1,nfft/2);

w=2*abs(a(1:nfft/2)/n);

subplot(222);

plot(f,w);%绘制频谱图%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%1/3倍频程计算

oc6=2^(1/6);

nc=length(cf);

%下面这个求1/3倍频程的程序是按照振动振级计算那个来的

for j=1:nc

fl=fc(j)/oc6;

fu=fc(j)*oc6;

nl=round(fl*nfft/fs+1);

nu=round(fu*nfft/fs+1);

if fu>fs/2

m=j-1;

break;

end

b=zeros(1,nfft);

b(nl:nu)=a(nl:nu);

b(nfft-nu+1:nfft-nl+1)=a(nfft-nu+1:nfft-nl+1);

c=ifft(b,nfft);

yc(j)=sqrt(var(real(c(1:n))));

end

aj_sumn=0;

for i=1:nc

Lp1(i)=20*log10(yc(i)/p0);%未计权1/3倍频程声压级end

%%%%%

for jj=1:nc

aj_sumn=aj_sumn+10^(0.1*Lp1(j));

end

Lp=10*log10(aj_sumn);%未计权总声压级

subplot(223);%绘制未计权1/3倍频程声压级图谱

bar(Lp1(1:nc));

gg=zeros(1,nc);

for i=1:nc

gg(1:nc)=fc(1:nc);

end

ggg=1:nc;

set(gca,'xtick',ggg);

set(gca,'xticklabel',gg);

%%%%%A计权1/3倍频程声压级

Lap=Lp1+cf;

aj_sum=0;

for j=1:nc

aj_sum=aj_sum+10^(0.1*Lap(j));

end

LA=10*log10(aj_sum);%Aa计权总声压级

subplot(224);%绘制A计权1/3倍频程声压级图谱

bar(Lap(1:nc));

gg=zeros(1,nc);

for i=1:nc

gg(1:nc)=fc(1:nc);

end

ggg=1:nc;

set(gca,'xtick',ggg);

set(gca,'xticklabel',gg);

方法二：

clc;

clear;

close all;

%时域分析

y=wavread('abc.wav');

%频域分析

fs=51200;%采样频率

p0=2e-5;%参考声压

f=[1.00 1.25 1.600 2.00 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30 8.0]; %基准中心频率

f1=[20.00 25.0 31.5 40.0 50.0 63.0 80];

fc=[f1,100*f,1000*f,10000*f]; %%%%%%%%%中心频率%%%%%%%%

%20-16000Hz A声级计权值

cf=[-50.5,-44.7,-39.4,-34.6,-30.2,-26.2,-22.5,-19.1,-16.1,-13.4,-10.9,-8.6,-6.6,-4.8,-3.2,-1.9,-0.8,0,0 .6,1.0,1.2,1.3,1.2,1.0,0.5,-0.1,-1.1,-2.5,-4.3,-6.6];

n=length(y);

t=(0:1/fs:(n-1)/fs);

h1=figure;

plot(t,y);

title('瞬时声压时程');

xlabel('Time(s)');

ylabel('Sound Presure Value(Pa)');

%

t1=0;

t2=4;

x=y(t1*fs+1:t2*fs);%截取需要处理的数据段

n=length(x);

%t=(0:1/fs:(n-1)/fs);

%plot(t,x);%瞬时声压时程图

w=1.633*hanning(n); %汉宁窗(恢复系数为1.633)

%w=1.812*blackmanharris(n); %布拉克曼窗(功率相等恢复系数1.812) xx=x.*w; %加汉宁窗

nfft=2^nextpow2(n); %nextpow2(n)-取最接近的较大2次幂

a = fft(xx,nfft)/n;

%f = fs/2*linspace(0,1,nfft/2);

w=2*abs(a(1:nfft/2));

oc6=2^(1/6);

nc=length(cf);

for j=1:nc

fl=fc(j)/oc6;

fu=fc(j)*oc6;

nl=round(fl*nfft/fs+1);

nu=round(fu*nfft/fs+1);

if fu>fs/2

m=j-1;

break;

end

p=w(nl:nu);

lp=length(p);

k=0;

for ii=1:lp

if ii+2>lp

break

end

if p(ii+1)>p(ii)&&p(ii+1)>p(ii+2)

k=k+1;

pp(k)=p(ii+1)/sqrt(2);

end

end

p2(j)=sum(pp.*pp);

end

Lp=10*log10(p2/p0^2);

for jj=1:length(Lp)

Lp1(jj)=10^(Lp(jj)/10);

end

Lpt=10*log10(sum(Lp1))

h2=figure;

mm=nc;

bar(Lp(1:mm));

gg=zeros(1,mm);

for i=1:mm

gg(1:mm)=fc(1:mm);

end

ggg=1:mm;

set(gca,'xtick',ggg);

set(gca,'xticklabel',gg);

set(gcf,'PaperPosition',[1,1,40,20])

set(gca,'fontsize',10)

xlabel('Frequency(Hz)');

ylabel('SPL(dB)');

title('未计权声压级');

grid on;

方法三：

% 三分之一倍频程处理

clear;

clc;

close all; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% s = xlsread('ay.xls');%输入时程数据

sf=256; %采样频率

x=s(:,2); %定义三分之一倍频程的中心频率

f=[1.00 1.25 1.60 2.00 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30 8.00]; fc=[f,10*f,100*f,1000*f,10000*f];

%中心频率与下限频率的比值

oc6=2^(1/6);

%取中心频率总的长度

nc=length(fc);

%输入数据的长度

n=length(x);

%大于并接近n的2的幂次方长度

nfft=2^nextpow2(n);

%FFT变换

a=fft(x,nfft);

for j=1:nc

%下线频率

fl=fc(j)/oc6;

%上限频率

fu=fc(j)*oc6;

%下限频率对应的序号

nl=round(fl*nfft/sf+1);

%上限频率对应的序号

nu=round(fu*nfft/sf+1);

%如果上相频率大于折叠频率则循环中断

if fu>sf/2

m=j-1;break

end

%以每个中心频率段为通带进行带通频率滤波

b=zeros(1,nfft);

b(nl:nu)=a(nl:nu);

b(nfft-nu+1:nfft-nl+1)=a(nfft-nu+1:nfft-nl+1);

c=ifft(b,nfft);

%计算对应每个中心频段的有效值

yc(j)=sqrt(var(real(b(1:n))));

end

%绘制输入时程曲线图形

subplot(2,1,1);

t=0:1/sf:(n-1)/sf;

plot(t,x);

xlabel('时间(s)');

ylabel('加速度(g)');

grid on;

%绘制三分之一倍频程有效值图形

subplot(2,1,2);

plot(fc(1:m),yc(1:m));

xlabel('频率(Hz)');

ylabel('有效值');

grid on;

%保存倍频程数据

fid=fopen(fno,’w’);

for k=1:m;

fprintf(fid,’%f %f\n’,fc(k),yc(k));

end

status=fclose(fid);

读书的好处

1、行万里路，读万卷书。

2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。

3、读书破万卷，下笔如有神。

4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文

5、少壮不努力，老大徒悲伤。

6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。——颜真卿

7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。

8、读书要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。

10、一日无书，百事荒废。——陈寿

11、书是人类进步的阶梯。

12、一日不读口生，一日不写手生。

13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基

14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游

15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德

16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿

17、学习永远不晚。——高尔基

18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。——刘向

19、学而不思则惘，思而不学则殆。——孔子

20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根

Matlab信号处理——倍频程

一、对信号进行倍频程分析 1、流程图 2、程序代码 %对信号进行倍频程分析，时间2012-6-14，编程人员韩宝安 clc; %清空 clear all; %清除所有变量 close all; %关闭所有窗口 pref=2e-5; %构造输入信号 bookName = '011b_A_12高度_1-signal时域信号.xls'; % book名sheetName = 'sheet1'; %sheet名 range = 'C85:C4180'; %Excel表中的A85:F2132之间的数据 tmp = xlsread(bookName, sheetName, range); %将读取的数据存

于tmp中 Fs=4096; %采样频率 xn = tmp'; %输入信号xn t=1/Fs:1/Fs:1; %定义时间t plot(t,xn); %以t1为横坐标，x1为纵坐标绘制图像 xlabel('t/ s','fontsize',15); %横坐标轴标记为t/s ylabel('xn / (Pa)','fontsize',15); %纵坐标轴标记为xn/（pa）%滤波器设计 n=input('请确定倍频程数n: '); %确定倍频程数n N=5; %滤波器阶数 k=0; %循环次数初始化 w2=22.5; %初始化w2 while(w2<=Fs/2) %k循环加1，直到w2>Fs/2 w1=w2; w2=w1*2^n; k=k+1; end w2=22.5; for m=1:1:k-1 %m从1每次加1，直到m=k-1 w1=w2; %确定带通下截止频率w1 w2=w1*2^n; %确定带通上截止频率w2 centerf(m)=(w1+w2)/2; %计算中心频率centerf

ABAQUS时程分析实例

ABAQUS时程分析法计算地震反应得简单实例ABAQUS时程分析法计算地震反应得简单实例（在原反应谱模型上 修改） 问题描述： 悬臂柱高12m，工字型截面（图1），密度7800kg/m3，EX=2、1e11Pa，泊松比0、3，所有振型得阻尼比为2%，在3m高处有一集中质量160kg，在6m、9m、12m处分别有120kg 得集中质量。反应谱按7度多遇地震，取地震影响系数为0、08，第一组，III类场地，卓越周期Tg=0、45s。 图1 计算对象 第一部分：反应谱法 几点说明： λ本例建模过程使用CAE； λ添加反应谱必须在inp中加关键词实现，CAE不支持反应谱； λ *Spectrum不可以在keyword editor中添加，keyword editor不支持此关键词读入。 λ ABAQUS得反应谱法计算过程以及后处理要比ANSYS方便得多。 操作过程为： （1）打开ABAQUS/CAE，点击create model database。

（2）进入Part模块，点击create part，命名为column，3D、deformation、wire。continue （3）Create lines，在 分别输入0，0回车；0，3回车；0，6回车；0，9回车；0，12回车。

（4）进入property模块，create material，name：steel，general-->>density，mass density：7800 mechanical-->>elasticity-->>elastic，young‘s modulus：2、1e11，poisson’s ratio：0、3、

MATLAB弹性时程分析法编程

计算书：课程设计计算书（题一） 根据加速度调幅公式：m i a t a a a /)(max ,00*= )/(29002902s mm Gal a m == 得：58/)(72900/)(3500i i t a t a a =*= )(i t a =[0 600 1100 150021002500 2900350 2050

15001000600200 -700 -1300-1700 -2000 -1800-1500 -700-250200 -100 0 0 0]; 所以经调幅后为0a =[0 72.6 133.1 181.5 254.1 302.5 350.9 42.4 248.1 181.5 121 72.6 24.2 -84.7 -157.3 -205.7 -242 -217.8 -181.5 -84.7 -30.3 24.2-12.1 0 0 0 ] 6.7206.72''1''2=-=-U U 5.60 6.721.133''2''3=-=-U U 依次类推可以求出地面运动加速度的差值。 因为km c 2=ζ,08.0=ζ , m kN k /9000=, m s kN m /2502?= 代入可以算得m s kN c /240?= 一、表格第一行数据计算： t c t m k K i i /3/62++=*, t=0.05s 代入得m N K i /623400 =* ）△△2 /3()3/6(''''''''t U U c U t U U m P i i g i *++---=* N 18150-6.72250-=*= **=i i P U K △△ mm K P U i i 03.0623400/18150 /-=-==**△△ 起始时刻时：0=U 0'=U 0''=U 因为'''2''3/6/6i i U t U t U U -*-*=△△ 所以7205.0/)03.0(62''1 -=-*=U △

声学信号基础知识-倍频程

一、什么是倍频程倍频程来源于音乐理论，如下图所示 同一个音符的低音与中音以及中音与高音之间相差八个音符，也就是说一个倍频程对应一个八音符跨度，每个倍频程带都有一个中心频率f c 、上限频率f 1和下限频率f u 。 对于一倍频程来说: c f f 2/111)2(-=c u f f 2/11)2(=112f f u =对于1/3倍频程来说： c f f 2/13/11)2(-=c u f f 2/13/1)2(=13/12f f u =所谓倍频程就是将关注的频率带依照倍频关系进行分割成若干个频段，每个频段都有对应的中心频率、上下限频率。 二、如何计算倍频程中心频率 在声学中，频率1000Hz 是非常重要的，例如它被确定为响度级-phon 的基准频率，因而用频率1000Hz 为声学测量所用频率系列的基准频率，ISO 和ANSI 也已经对此进行了标准化。共有两种方法定义各频段的中心频率; 1、采用以2为基数的方法 相邻两个中心频率之比：N c i c f f /11,2/=+N=1,2,3,6,12,24等 倍频程的各个中心频率计算公式为：? ??±±=?=,2,1,0)2 (1000/1,i f i N i c 2、采用以10为基数的方法

相邻两个中心频率之比：N c i c f f 103 1,10/=+N=1,2,3,6,12,24等 倍频程的各个中心频率计算公式为：? ??±±=?=,2,1,0)10(100010/3,i f i N i c 按以上两种方法计算得到的1/3倍频程中心频率很接近，但不相等，其上下限频率必然有差异。由于标准中使用的是以10为基数的方法得到的，因此在LMS 软件中默认的方法也是以10为基数，如果需要修改可以通过Tools-Option-General 的Octave Filtering 进行 修改。 三、优先数在倍频程标准中心频率的运用 在工业设计行业，产品开发必须选择一些长度、距离、直径、体积和其他一些特征量，而所有这些选择的特征量都受功能、实用性、兼容性、安全或成本等因素的约束。这时选择的这些尺寸通常采用的数就是所谓的优先数。不同的设计人员在不同时期设计产品时，选择优先数能增大产品之间的兼容性，有助于减少制造不同尺寸的产品。 优先数由公比分别为10的5、10、20、40、80次方根，且项值中含有10的整数幂的理论等比数列导出的一组近似等比的数列。对应R5系数、R10系数、R20系数、R40系数和R80系数。 GB/T 321-2005罗列的不同数列对应的优先数值，对于1/3倍频对应的R10数列，其优先频率值有1.0、1.25、1.6、2.0、2.5、3.15、4.5、6.3、8.0、10等。 四、倍频程的计算 如何将噪声频谱信号转变为倍频程？ 在进行倍频程计算是，根据相应的方法（基数10或基数2）来确定各个倍频程带的上、下限频率（倍频程带），因此相应倍频程带内的谱线数也就确定了。单个倍频带内的声压均方值是该频带内频谱谱线幅值的均方值之和： ∑==n i i p p 122单个倍频带内的声压级为： ??? ? ??=22lg 10ref band p p SPL 总倍频程内的总声压均方值为各个倍频带内的均方值之和 ∑==n i i p p 122

时程分析法

第九章时程分析法 第一节时程分析法的概念 振型分解法仅限于计算结构在地震作用下的弹性地震反应。时程分析法是用数值积 分求解运动微分方程的一种方法，在数学上称为逐步积分法。这种方法是从t=0时刻开始，一个时段接着一个时段地逐步计算，每一时段均利用前一时段的结果，而最初时段应根 据系统的初始条件来确定初始值。即是由初始状态开始逐步积分直至地震终止，求出结 构在地震作用下从静止到振动、直至振动终止整个过程的地震反应。 时程分析法是对结构动力方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。时程分 析法能给出结构地震反应的全过程，能给出地震过程中各构件进入弹塑性变形阶段的内 力和变形状态，因而能找出结构的薄弱环节。 时程分析法分为弹性时程分析法和弹塑性时程分析法两类。 第一阶段抗震计算“小震不坏”中，采用时程分析法进行补充计算，这时计算所采用 的结构刚度和阻尼在地震作用过程中保持不变，称为弹性时程分析。 在第二阶段抗震计算“大震不倒”中，采用时程分析法进行弹塑性变形计算，这时结 构刚度和阻尼随结构及其构件所处的非线性状态，在不同时刻可能取不同的数值，称为 弹塑性时程分析。弹塑性时程分析能够描述结构在强震作用下在弹性和非线性阶段的内力、变形，以及结构构件逐步开裂、屈服、破坏甚至倒塌的全过程。 第二节时程分析法的适用范围 一、时程分析法的适用范围 时程分析法是根据选定的地震波和结构恢复力特性曲线，对动力方程进行直接积分，采用逐步积分的方法计算地震过程中每一瞬时的结构位移、速度和加速度反应，从而可观察到结构在强震作用下弹性和非弹性阶段的内力变化以及构件开裂、损坏直至结构倒塌的全过程。但此法的计算工作十分繁重，须借助计算机，费用较高，且确定计算参数尚有许多困难，目前仅在一些重要的、特殊的、复杂的以及高层建筑结构的抗震设计中应用。《建筑抗震设计规范》对时程分析法的适用范围规定如下：

噪声测试及频谱分析

噪声测试及频谱分析 一. 实验步骤及内容 1)启动服务器，运行DRVI主程序，然后点击DRVI快捷工具条上的“联机注册”图 标，选择其中的“DRVI采集仪主卡检测（USB）”进行服务器和数据采集仪之间 的注册。联机注册成功后，从DRVI工具栏和快捷工具条中启动“内置的Web服 务器”，开始监听8500端口。 2)打开客户端计算机，启动计算机上的DRVI客户端程序，然后点击DRVI快捷工具 条上的“联机注册”图标，选择其中的“DRVI局域网服务器检测”，在弹出的对 话框中输入服务器IP地址（例如：192.168.0.1），点击“发送”按钮，进行客户端 和服务器之间的认证。 3)因为该实验的目的是了解噪声信号的测量方法，并且要实现服务器端的数据共享 功能，需要分别设计服务器端和客户端的实验脚本。对于服务器端，首先需要将 数据采集进来，DRVI中提供了一个8通道的USB数据采集芯片，用于完成对外 部信号的数据采集，实际使用中，可以插入一片“USB 数据采集卡”芯片来完 成；数据采集仪的启动采用一片“0/1按钮”芯片来控制；要完成噪声值的计 算，首先必须计算出信号的功率谱，所以需选择一片“频谱计算”芯片，然后 再插入一片“倍频程”芯片，采用FFT算法来计算并显示声音信号的倍频程 谱，并将计算出的声音信号的分贝值存储于输出数组的第1位，再使用一片 “VBScript 脚本”芯片，在其中添加脚本文件将“倍频程”芯片输出数组中的 第1位数据（即噪声值）取出，并通过“数码LED ”芯片显示出来；另外选 择一片“波形/频谱显示”芯片，用于显示声音信号的时域波形；再加上一些 文字显示芯片和装饰芯片，就可以搭建出一个“噪声测量”服务器端的实 验，所需的软件芯片数量、种类、与软件总线之间的信号流动和连接关系如图1.2 所示，根据实验原理设计图在DRVI软面包板上插入上述软件芯片，然后修改其属 图1.2 噪声测量实验参考设计原理图

底部剪力法,反应谱法和时程分析法三者应用分析

从传统的观点来看，底部剪力法，反应谱法和时程分析法是三大最常用的结构地震响应分析方法。那么正确的认识它们的一些关键概念，对于建筑结构的抗震设计具有非常重要的意义。HiStruct在此简单的总结一些，全当抛砖引玉。 1. 底部剪力法 高规规定：高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的高层建筑结构，可采用底部剪力法。底部剪力法适用于基本振型主导的规则和高宽比很小的结构，此时结构的高阶振型对于结构剪力的影响有限，而对于倾覆弯矩则几乎没有什么影响，因此采用简化的方式也可满足工程设计精度的要求。底部剪力法尚有一个重要的意义就是我们可以用它的理念，简化的估算建筑结构的地震响应，从而至少在静力的概念上把握结构的抗震能力，它还是很有用的。 2. 反应谱方法 高规规定：高层建筑结构宜采用振型分解反应谱法。对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过100m的高层建筑结构应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。反应谱的振型分解组合法常用的有两种：SRSS和CQC。虽然说反应谱法是将并非同一时刻发生的地震峰值响应做组合，仅作为一个随机振动理论意义上的精确，但是从实际上它对于结构峰值响应的捕捉效果还是很不错的。一般而言，对于那些对结构反应起重要作用的振型所对应频率稀疏的结构，并且地震此时长，阻尼不太小（工程上一般都可以满足）时，SRSS是精确的，频率稀疏表面上的反应就是结构的振型周期拉的比较开；而对于那些结构反应起重要作用的振型所对应的频率密集的结果(高振型的影响较大，或者考虑扭转振型的条件下)，CQC是精确的。这是因为对于建筑工程上常用的阻尼而言，振型相关系数（见高规3.3.11-6）在很窄的范围内才有显著的数值。 3.反应谱分析的精确性 对于采用平均意义上的光滑反应谱进行分析而言，其峰值估计与相应的时程分析的平均值相比误差很小，一般只有百分之几，因此可以很好的满足工程精度的要求，正是在这个平均（普遍性）意义上，我们认为反应谱分析方法是精确的。但是对于单个锯齿形的反应谱而言，其分析结果与单个波的时程分析，误差可以达到10-30%之间，因此在个别（特殊性）意义上而言，反应谱分析结果是有误差的，因此，规范规定对于复杂的或者高层建筑需要采用时程分析进行补充计算和验证。 4.反应谱分析与时程分析对于高阶振型计算的不同之处 一般反应谱的高频段是采用平台段来表达的，实际上对于高阶振型反应不显著的结构而言，反应谱适用性很好，也足够准确。但是对于高柔结构而言，一般高阶振型的影响比较显著，采用时程分析的时候，等于其高频段的峰值并未被人为削成平台段，因此采用时程分析的时候此频段的地震响应可能很大，一般表现为高层建筑的顶部或者对其他结构对高阶振型影响显著部位，其地震响应峰值比反应谱分析结果要大（但是总体的剪力和弯矩差别则没这么明显）。 5.时程分析 理论上时程分析是最准确的结构地震响应分析方法，但是由于其分析的复杂性，且地震波的随机性，因此一般只是把它作为反应谱的验证方法而不是直接的设计方法使用。高规规定：3 7～9度抗震设防的高层建筑，下列情况应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算：

倍频程

倍频程 2011-05-17 22:11:13| 分类：声学工程| 标签：|字号大中小订阅人耳听音的频率范围为20Hz到20KHz，在声音信号频谱分析一 般不需要对每个频率成分进行具体分析。为了方便起见，人们把20Hz 到20KHz的声频范围分为几个段落，每个频带成为一个频程。频程的划分采用恒定带宽比，即保持频带的上、下限之比为一常数。实验证明，当声音的声压级不变而频率提高一倍时，听起来音调也提高一 倍。 若使每一频带的上限频率比下限频率高一倍，即频率之比为2， 这样划分的每一个频程称1倍频程，简称倍频程。如果在一个倍频程 的上、下限频率之间再插入两个频率，使4个频率之间的比值相同 （相邻两频率比值=1.26倍）。这样将一个倍频程划分为3个频程， 称这种频程为1／3倍频程。 所以我们通常使用的31段均衡器也称为1／3倍频程均衡器。 两个频率相比为2的声音间的频程，一倍频程之间为八度的音高 关系，即频率每增加一倍，音高增加一个倍频程，图示均衡器的的各 频点之间就是倍频程关系。倍速录音用双卡录音机录音时，为了节省 录音时间而设置的功能，倍速录音的磁带速度是正常录音的两倍，所花时间缩短了一倍，监听录音效果时，声音为快速播放效果，音调升高一个八度。这就是不为人们所熟知的倍频程! 总结一句话定义倍频程就是,频率为2:1的频率间隔的频带. 频程： 可听声的范围为20～20000Hz。将此范围分为几个波段，就是频带或 频程。 在噪音测量中，通常用倍频程和1／3倍频程。 目前常用的倍频程的中心频率为： 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 和16000Hz 1／3倍频程就是把上述每个频程再一分为三，此时所用的中心频率 为： 40 50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3200 4000 5000 6300 8000 10000 12500 16000 以此频带为横坐标，将在各频带测得的噪音标为纵坐标，即得到噪音 频谱。

倍频程

将全频域按几何等比级数的间隔划分，使得中心频率fc取做带宽上、下限f1、f2的几何平均值，且带宽h＝f2－f1 总是和中心频率fc保持一常数关系，h＝v×fc。如果v等于根号二的倒数（0.707)，那么f2＝2f1，则定义这样的频率带宽叫倍频程带宽；如果v等于三倍根号二的倒数（0.236），那么h＝0.236fc，则定义这样的频率带宽为1/3倍频程带宽。 1/3倍频程作用主要是分析噪声能量的频率分布。另外做分析的时候加了计权网络可起到滤波功能。 每个倍频程或者1/3倍频程的获得是通过带通滤波实现的。但是作为总的倍频程或者1/3倍频程分析来看，主要是为了研究信号能量在不同频带的分布。 使用1/3倍频程主要是因为人耳对声音的感觉，其频率分辨能力不是单一频率，而是频带，而1/3倍频程曾经被认为是比较符合人耳特性的频带划分方法，不过现在心理声学里提出了Critical Band这么个频带划分方法，听说更符合人耳特性。 先要知道1/3倍频程的划分方法，相关的书和国标都有公式和现成的数据表格，然后，你将时间域的声信号fft变换到频率域，对定义的每个1/3倍频带的声压计算等效连续声压级。这就是1/3倍频程声压级。 FFT后再进行1/3倍频程分析，在王济和胡晓编“MATLAB在振动信号处理中的应用”（中国水利水电出版社）一书中有一节用介绍1/3倍频程分析，它是在FFT之后用1/3倍频程滤波器对信号进行分析处理，求出1/3倍频程滤波器输出的均方根值，并提供了MATLAB程序。

1/3倍频程： 三分之一倍频程谱是一种频域分析方法它具有谱线少带宽的特点，三分之一倍频程谱常用于声学、人体振动、机械振动等测试分析以及频带范围较宽的随机振动测试分析等。 倍频程实际上是频域分析中的一种相对尺度。倍频程谱是由一系列频率点以及对应这些频率点附近频带内信号的平均幅值所构成。这些点称为中心频率c f ，中心频率附近的频带处于下限频率1f 与上限频率m f 之间。 三分之一倍频程谱是按逐级式频率进行分析的，它是由多个带通滤波器并联组成，为的是是这些带通滤波器的带宽覆盖整个分析频带。根据国际电工委员会（IEC ）的推荐，三分之一倍频程的中心频率为： 3/30100010n c f Hz =? (n=1,2,3,...±±±) 但在实际应用中，通常采用的中心频率是其近似值。按照我国现行标准规定，中心频率为1Hz 、1.25Hz 、1.6Hz 、2Hz 、2.5Hz 、3.15Hz 、4 Hz 、5 Hz 、6.3 Hz 、8 Hz 、10 Hz......。可以看出，每隔三个中心频率，频率值增加一倍。三分之一倍频程的上、下限频率以及中心频率之间的关系为 1/31/61/62,2,2m c m l l c f f f f f f === 三分之一倍频程带宽为：m l f f f ?=- 对于三分之一倍频程谱可以通过两种处理方法得到。一种方法是在整个分子频率范围，按照不同的中心频率定义对采样信号进行带通滤波

弹性与弹塑性动力时程分析方法中若干问题探讨

建　筑　结　构　学　报(增刊1) Journal of Building Structures (Supp le mentary Issue 1) 弹性与弹塑性动力时程分析方法中若干问题探讨 杨志勇,黄吉锋,邵　弘 (中国建筑科学研究院结构所,北京100013) 摘要:依据大量实际工程弹性、弹塑性动力时程分析经验,结合实际工程应用,探讨了弹性、弹塑性动力时程分析方法中的一些基本问题。针对性地分析了动力时程分析方法中地震波的离散性;地震波如何与反应谱曲线在统计意义上相符;人工模拟地震波方法及其工程应用;弹性、弹塑性时程分析法选取地震波的基本原则;弹性时程分析法地震波的选取数量;如何将反应谱分析结果与时程分析结果取较大值等方面的问题。通过大量的算例分析可以看出,正确地应用弹性、弹塑性动力时程分析方法需要从多个方面进行准确理解和把握,教条地应用很难发挥弹性、弹塑性动力时程分析应有的作用。关键词:弹性时程分析法;弹塑性时程分析法;地震波;反应谱中图分类号:T U31113 文献标识码:A D iscussi on on linear and nonlinear ti m e hist ory analysis method Y ANG Zhiyong,HUANG Jifeng,SHAO Hong (Building Structure Research I nstitute,China Academy of Building Research,Beijing 100013,China ) Abstract:This paper discussed linear and nonlinear ti m e hist ory analysis method,es pecially concerning with the following issues:the disperse of earthquake wave,scaling the earthquake wave t o fit the design res ponse s pectrum of China code,the earthquake wave si mulati on method,the basic p rinci p le of earthquake wave selection,the number of waves required in ti me hist ory analysis,and the maxi mum structural res ponse fro m s pectrum analysis and ti me hist ory analysis .A s sho wn in many examp les,linear and nonlinear ti m e hist ory analysis method should be used app r op riately t o obtain useful results . Keywords:linear ti me history analysis method;nonlinear ti me history analysis method;earthquake wave;res ponse s pectrum 基金项目:建设部软科学研究资助项目(062K9231)。 作者简介:杨志勇(1974—　),男,黑龙江齐齐哈尔人,工学博士,副研究员。收稿日期:2008年6月 0　前言 《建筑抗震设计规范》(G B 50011—2001)、《高层建 筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2002)、《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99—98)等对于弹性、弹塑性 动力时程分析方法进行了具体的规定,涉及到弹性、弹塑性时程分析方法适用范围,地震波的选取原则,变形 验算的限值规定等方面[123] 。随着复杂、超限结构的增多,弹性、弹塑性动力时程分析方法在实际建筑结构抗震设计中得到了越来越多的工程应用。通过对一定数量的实际工程弹性、弹塑性动力时程分析实例的参与,发现在实际应用中存在着较多方面的问题,对其中的一些重要问题做一总结和探讨,为弹性、弹塑性动力时程分析方法的进一步完善提供量化依据。 1　地震波的离散性 图1所示为一幢17层高层混凝土结构模型,该结构有2层地下室,抗震设防烈度为8度,Ⅱ类场地,多遇地震特征周期0135s 。图2、图3给出了该结构4条天然波和4条人工波的多遇地震弹性时程分析法和反应谱分析法计算得到的顶点位移、基底剪力响应结果,这些地震波来源于PKP M 软件的地震波数据库。表1为多遇地震时8条地震波的弹性时程分析与反应谱分析响应的对比结果,对比曲线见图2。表2为多遇地震弹性时程分析法中地震波离散性的分析结果,对比曲线见图3。 3 12

时程分析法(汇编)

时程分析法 时程分析法又称直接动力法，在数学上又称步步积分法。顾名思义，是由初始状态开始一步一步积分直到地震作用终了，求出结构在地震作用下从静止到振动以至到达最终状态的全过程。它与底部剪力法和振型分解反应谱法的最大差别是能计算结构和结构构件在每个时刻的地震反应(内力和变形)。 当用此法进行计算时，系将地震波作为输入。一般而言地震波的峰值应反映建筑物所在地区的烈度，而其频谱组成反映场地的卓越周期和动力特性。当地震波的作用较为强烈以至结构某些部位强度达到屈服进入塑性时，时程分析法通过构件刚度的变化可求出弹塑性阶段的结构内力与变形。这时结构薄弱层间位移可能达到最大值，从而造成结构的破坏，直至倒塌。作为高层建筑和重要结构抗震设计的一种补充计算，采用时程分析法的主要目的在于检验规范反应谱法的计算结果、弥补反应谱法的不足和进行反应谱法无法做到的结构非弹性地震反应分析。 时程分析法的主要功能有： 1)校正由于采用反应谱法振型分解和组合求解结构内力和位移时的误差。特别是对于周期长达几秒以上的高层建筑，由于设计反应谱在长周期段的人为调整以及计算中对高阶振型的影响估计不足产生的误差。 2)可以计算结构在非弹性阶段的地震反应，对结构进行大震作用下的变形验算，从而确定结构的薄弱层和薄弱部位，以便采取适当的构造措施。 3)可以计算结构和各结构构件在地展作用下每个时刻的地震反应(内力和变形)，提供按内力包络值配筋和按地震作用过程每个时刻的内力配筋最大值进行配筋这两种方式。 总的来说，时程分析法具有许多优点，它的计算结果能更真实地反映结构的地震反应，从而能更精确细致地暴露结构的薄弱部位。 时程分析法有关的几个问题： 1、恢复力特性曲线；

基于Matlab的倍频程分析

用Matlab语言实现噪声的1/3倍频程分析 摘要:在声学测量研究中，1/3倍频程谱反映了声源的能量分布情况.本文基于Matlab 软件开发平台，实现了对高斯白噪声的1/3倍频程分析，验证了该算法的正确性，具有精度高,性能稳定的特点。 关键词: 故障诊断；传感器优化布置；高斯白噪声；功率谱；1/3倍频程 0 引言 “设备故障诊断（Condition Monitoring and Faults Diagnosis）”是近十几年发展起来的一门新兴技术，包含两方面的内容：一是对设备的现场运行状态进行监测；二是在出现故障情况时对故障进行分析与诊断。这二者是密不可分和相互关联的。掌握设备现在的状况及信息，预知和预测有关故障或异常的程度，分析故障产生的原因，判断故障发展趋势及其对将来的影响，从而找出必要的对策或解决方法，是设备故障诊断的功能。 运用设备诊断技术所取得的经济效益是明显的。据日本资料报道，采用诊断技术后，事故率减少75%，维修费用可降低25-50%。英国对两千个工厂进行的调查表明，采用诊断技术后，维修费用每年可节约 3 亿英磅。目前我国的机器设备总值约为8000 多亿元，每年用于设备大修、小修和处理故障的费用一般占固定资产原值的3%—5%，采用诊断技术改进维修方式和方法后，一年取得的经济效益可达数百亿元。因而减少停机时间而创造的社会效益将非常巨大。显然，设备故障诊断与监测技术对企业的正常生产经营是必不可少的，必须把它作为企业管理与发展的一个重要内容。 设备故障诊断一般分两个阶段四个步骤实施。两个阶段为状态监测和故障诊断。故障诊断的四个步骤为：信号检测、特征提取（信号处理）、状态识别和诊断决策。其具体内容为：（l）信号检测：按不同诊断目的选择最能表征工作状态的信号。这种工作状态信号称为初始模式。 （2）特征提取（信号处理）：将初始模式向量进行信号处理、变换，去掉冗余信息，提取故障特征、形成待检模式； （3）状态分析：将待检模式与样式模式（故障档案）对比和状态分类，判断出故障类型。（4）诊断决策：根据判别结果采取相应对策，对机械设备及工作进行必要的预测及修正。 1 传感器优化布置 结构健康监测检测是近年来发展起来的结构无损检测技术。它利用结构的某些信息,运用一定的数学方法,来判定结构是否损伤以及损伤的位置和程度。近10年来,国内外学者普遍认同的损伤评估方法是试验模态分析法。进行模态实验的第1步就是获得被测结构激励和响应的时域信号,而传感器的配置方案是首先要确定的。不适当的传感器配置将影响识别参数的精度,而且传感器本身需要一定的成本,与其配套使用的数据采集和处理设备的代价也都较高。从经济方面考虑,希望采用尽可能少的传感器。因此,确定传感器的最佳数目,并将它们配置在最优位置,具有重要的实用价值。 要进行传感器的优化配置,首先要确定合理的、能反映设计要求的优化配置准则。目前发展起来的优化准则很多,其中,基于识别误差最小准则的方法是使用较多的1种方法;如:Kammer提出的有效独立法;模型缩减准则也是1种常用的准则,但这种方法只能保证低阶模态的精度;另外还有可控可观度准则,模态应变能准则等。Came等认为模态置信度MAC(Modal Assurance Criterion)矩阵是评价模态向量交角的1个很好的工具。 其次,传感器的优化配置还必须选用适当的优化方法。近几年发展起来的随机类方法主要有模拟退火算法和遗传算法,这种方法不易陷入局部最优解,但现有的随机搜索技术可靠性并不高。目前使用最多的是序列法中的逐步削减法,它每次从剩余传感器的可选位置中去掉1

ABAQUS时程分析实例

ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例（在原反应谱模型上修 改） 问题描述： 悬臂柱高12m，工字型截面（图1），密度7800kg/m3，EX=2.1e11Pa，泊松比0.3，所有振型的阻尼比为2%，在3m高处有一集中质量160kg，在6m、9m、12m处分别有120kg的集中质量。反应谱按7度多遇地震，取地震影响系数为0.08，第一组，III类场地，卓越周期Tg=0.45s。 图1 计算对象 第一部分：反应谱法 几点说明： 本例建模过程使用CAE； 添加反应谱必须在inp中加关键词实现，CAE不支持反应谱； *Spectrum不可以在keyword editor中添加，keyword editor不支持此关键词读入。 ABAQUS的反应谱法计算过程以及后处理要比ANSYS方便的多。 操作过程为：

（1）打开ABAQUS/CAE，点击create model database。 （2）进入Part模块，点击create part，命名为column，3D、deformation、wire。continue （3） Create lines，在 分别输入0，0回车；0，3回车；0，6回车；0，9回车；0，12回车。

（4）进入property模块，create material，name：steel，general-->>density，mass density： 7800 mechanical-->>elasticity-->>elastic，young‘s modulus：2.1e11，poisson’s ratio：0.3.

用midas做时程分析步骤

一般地震时程分析的步骤如下： 1. 在“荷载/时程分析数据/时程荷载函数”中选择地震波。时间荷载数据类型采用无量纲加速度即可。其他选项按默认值，详细可参考用户手册或联机帮助。 2. 在“荷载/时程分析数据/时程荷载工况”中定义荷载工况。 结束时间：指地震波的分析时间。如果地震波时间为50秒，在此处输入20秒，表示分析到地震波20秒位置。 分析时间步长：表示在地震波上取值的步长，推荐不要低于地震波的时间间隔（步长）。 输出时间步长：整理结果时输出的时间步长。例如结束时间为20秒，分析时间步长为0.02秒，则计算的结果有20/0.02=1000个。如果在输出时间步长中输入2，则表示输出以每2个为单位中的较大值，即输出第一和第二时间段中的较大值，第三和第四时间段的较大值，以此类推。 分析类型：当有非线性单元或非线性边界单元时选择非线性，否则选择线性。 分析方法：自振周期较大的结构(如索结构)采用直接积分法，否则选择振型法。 时程分析类型：当波为谐振函数时选用线性周期，否则为线性瞬态(如地震波)。 无零初始条件：可不选该项。 振型的阻尼比：可选所有振型的阻尼比。 3. 在“荷载/时程分析数据>地面加速度”中定义地震波的作用方向。 在对话框如果只选X方向时程分析函数，表示只有X方向有地震波作用，如果X、Y方向都选择了时程分析函数，则表示两个方向均有地震波作用。 系数：为地震波增减系数。 到达时间：表示地震波开始作用时间。例如：X、Y两个方向都作用有地震波，两个地震波的到达时间(开始作用于结构上的时间)可不同。 水平地面加速度的角度：X、Y两个方向都作用有地震波时如果输入0度，表示X方向地震波作用于X 方向，Y方向地震波作用于Y方向；X、Y两个方向都作用有地震波时如果输入90度，表示X方向地震波作用于Y方向，Y方向地震波作用于X方向；X、Y两个方向都作用有地震波时如果输入30角度，表示X 方向地震波作用于与X轴方向成30度角度的方向，Y方向地震波作用于与Y方向成30度角度的方向。 另外，地震时程分析不能与地震反应谱分析同时进行，用户应分别保存为两个模型，分别进行反应谱分析和时程分析。 时程分析注意事项： 1、截面需要使用“数据库/用户”来指定截面的尺寸，不然非弹性铰的特征值程序无法自动计算，之后的计算也会有问题（如计算速度特别慢，计算会出错）； 2、加柱的P－M－M铰时候，不管截面形状，需要在“屈服面特性值”里选择“自动计算”，对于梁和支撑是在“滞回模型”旁边的“特征值”里选择“自动计算”； 3、如果需要考虑“时变静力荷载”，在用地震动进行计算的时候，“时程荷载工况”里“加载顺序”要“接续前次”，考虑时变静力荷载的作用，必须注意有一个顺序的问题：在添加“时程荷载工况”和“定义时程分析函数”的时候，需要先定义“时变静力荷载”，然后才定义地震动函数（定义地震波），并且在“时程荷载工况”的定义里，时变静力荷载和地震波的分析类型及其它参数的定义应该一致； 4、在“时程荷载工况”的定义里，考虑弹塑性一般使用“非线性”的分析类型，“直接积分法”的分析方法，“阻尼计算方法”一般使用“质量和刚度因子”，可以通过第一、第二振型的周期来计算“质量和刚度因子”。“阻尼计算方法”的“应变能比例”和“单元质量和刚度因子”一般是和组阻尼一起使用，两者的区别是“应变能比例”是根据单元的变形来计算阻尼，“单元质量和刚度因子”计算阻尼的时候和振型有关。 5、如果要看到层的时程分析结果，需要定义“模型/建筑物数据/控制数据”，勾选“时程分析结果的层反应”，否则在“结果/时程分析结果/层数据图形”中看不到一些结果。

时程分析报告阻尼模型附数值计算方法

时程分析阻尼模型及数值计算方法 1、阻尼模型 阻尼是用以描述结构在振动过程中能量的耗散方式，是结构的动力特性，是影响结构动力反应的重要因素之一。结构振动时，由于结构材料的内摩擦、材料的滞回效应等机制导致能量消耗，使结构振动幅值逐渐减少，最后直至完全静止。结构的耗能机制非常复杂，它与介质的特征、结构粘性等诸多因素有关。常用的是粘滞阻尼理论，它认为，阻尼力与速度成正比。试验也证明，对于许多材料，这种阻尼理论是可行的，并且物理关系简单，便于应用和计算。 根据实测去确定阻尼大小是相当困难的，但由于阻尼的影响通常比惯性力和刚度的影响小，所以一般都采用简化的方法考虑阻尼。本文采用最为广泛应用的瑞雷阻尼。 瑞雷阻尼假设阻尼矩阵是质量矩阵和刚度矩阵的线性组合，即 [][][]C M K αβ=+ (4.15) 式中，α、β为常数，可以直接给定，或由给定的任意二阶振型的阻尼比i ξ、j ξ反算求得。 根据振型正交条件，待定常数α和β与振型阻尼比之间的关系应满足： 22 k k k βωα ξω= + (k =1,2,3,…,n ) (4.16a) 任意给定两个振型阻尼比i ξ和j ξ后，可按下式确定比例常数 22 2j i i j i j i j ξωξωαωωωω-=- 222j i i j i j ξωξωβωω-=- (4.16b) i ω、j ω分别为第i 、j 振型的原频率。本文取前两阶振型频率求得α、β值。 2、数值积分方法 多自由度结构体系动力微分方程为： []{}[]{}[]{}[]{}()g M x C x K x M x t I ++=- (4.17) 其中，[]M －质量矩阵；[]C －阻尼矩阵；[]K －刚度矩阵；{}I －单位对角阵；() g x t －地面运动加速度；{}x 、{}x 、{}x －结构楼层相对于地面的位移、速度和加速度反应。

三分之一倍频程程序解读

方法一：%A计权声压级频谱分析 clc; clear; close all; y=wavread('abc.wav'); fs=51200;%采样频率 p0=2e-5;%参考声压 f=[1.00 1.25 1.600 2.00 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30 8.0]; %基准中心频率 f1=[20.00 25.0 31.5 40.0 50.0 63.0 80]; fc=[f1,100*f,1000*f,10000*f]; %%%%%%%%%中心频率%%%%%%%% %20-16000Hz A声级计权值 cf=[-50.5,-44.7,-39.4,-34.6,-30.2,-26.2,-22.5,-19.1,-16.1,-13.4,-10.9,-8.6,-6.6,-4.8,-3.2,-1.9,-0.8,0,0 .6,1.0,1.2,1.3,1.2,1.0,0.5,-0.1,-1.1,-2.5,-4.3,-6.6]; t1=1; t2=2; x=y(t1*fs+1:t2*fs);%截取需要处理的数据段 n=length(x); t=(0:1/fs:(n-1)/fs); subplot(221); plot(t,x);%瞬时声压时程图 w=hanning(n); %汉宁窗 xx=1.633*x.*w; %加汉宁窗(恢复系数为1.633) nfft=2^nextpow2(n); %nextpow2(n)-取最接近的较大2次幂 a = fft(xx,nfft); f = fs/2*linspace(0,1,nfft/2); w=2*abs(a(1:nfft/2)/n); subplot(222); plot(f,w);%绘制频谱图%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %1/3倍频程计算 oc6=2^(1/6); nc=length(cf); %下面这个求1/3倍频程的程序是按照振动振级计算那个来的 for j=1:nc

倍频程分析新方法及其声功率检测应用研究

倍频程分析新方法及其声功率检测应用研究声功率级常用来评价机械设备辐射噪声能量的大小,已成为衡量机械设备质量的重要指标。准确测量声功率,有助于人们客观评价机械设备的噪声性能,研究噪声成因及特征,寻找降低噪声的有效途径。 倍频程分析是声功率检测中的重要环节,针对现有的倍频程分析方法运算量大、实时性差以及低频段误差较大等不足之处,本文提出一种基于分段抽样FFT 的倍频程分析方法,将其应用至声功率测量系统中。本文结合当前仪器虚拟化的发展趋势,以“传声器+信号调理电路+同步数据采集卡”为硬件平台,应用虚拟仪器、计算机、Acesss数据库等技术设计开发声功率测量系统。 首先介绍声功率检测的研究背景与意义,为构建一个多通道声功率测量系统和改进倍频程分析方法的必要性提供理论依据,并阐述倍频程分析方法和声功率检测的研究现状与发展趋势,为声功率测量系统的设计方法奠定理论基础。其次,介绍目前现有的声功率测量方法,对比分析各方法适用的测量条件及优缺点。 重点阐述本文所采用的反射面工程法的基本原理,总结其测量步骤。然后,对倍频程分析方法进行研究,分析现有方法的不足,提出一种分段抽样FFT算法,通过抽样实现多分辨率FFT分析,降低低频误差;根据分析参数调整抽样因子,灵活分段,减少抽样和FFT处理次数,提高分析速度;分频段采用FFT实现A频率计权,进一步降低声功率测量算法复杂度。 接着,给出该算法的数字化设计与实现方法,并进行声压级谱分析性能和频带相对衰减值测试,同时与定采样FFT和多抽样率FFT算法进行对比分析,证明本文所提算法的优越性。最后,通过分析系统需求,给出系统的总体设计方案。 硬件部分给出信号调理电路的设计方案;软件部分详细介绍各功能模块的设

简述时程分析法

[转]时程分析法 来源：潘宇翔的日志 时程分析法又称直接动力法，在数学上又称步步积分法。顾名思义，是由初始状态开始一步一步积分直到地震作用终了，求出结构在地震作用下从静止到振动以至到达最终状态的全过程。它与底部剪力法和振型分解反应谱法的最大差别是能计算结构和结构构件在每个时刻的地震反应(内力和变形)。 当用此法进行计算时，系将地震波作为输入。一般而言地震波的峰值应反映建筑物所在地区的烈度，而其频谱组成反映场地的卓越周期和动力特性。当地震波的作用较为强烈以至结构某些部位强度达到屈服进入塑性时，时程分析法通过构件刚度的变化可求出弹塑性阶段的结构内力与变形。这时结构薄弱层间位移可能达到最大值，从而造成结构的破坏，直至倒塌。作为高层建筑和重要结构抗震设计的一种补充计算，采用时程分析法的主要目的在于检验规范反应谱法的计算结果、弥补反应谱法的不足和进行反应谱法无法做到的结构非弹性地震反应分析。 时程分析法的主要功能有： 1)校正由于采用反应谱法振型分解和组合求解结构内力和位移时的误差。特别是对于周期长达几秒以上的高层建筑，由于设计反应谱在长周期段的人为调整以及计算中对高阶振型的影响估计不足产生的误差。 2)可以计算结构在非弹性阶段的地震反应，对结构进行大震作用下的变形验算，从而确定结构的薄弱层和薄弱部位，以便采取适当的构造措施。 3)可以计算结构和各结构构件在地展作用下每个时刻的地震反应(内力和变形)，提供按内力包络值配筋和按地震作用过程每个时刻的内力配筋最大值进行配筋这两种方式。 总的来说，时程分析法具有许多优点，它的计算结果能更真实地反映结构的地震反应，从而能更精确细致地暴露结构的薄弱部位。 时程分析法有关的几个问题： 1、恢复力特性曲线； 恢复力特性曲线应用于计算必须模型化，常用的有双线型模型与退化三线型模型；退化三线型模型（附图）能较好地反映以弯曲破坏为主的钢筋混凝土构件的的特性，所以适用于此类构件计算。 2、结构计算模型及分析方法； 3、地震波的选用； 4、时程分析计算结果的处理。 时程分析要依靠计算机及软件，作为一般的工程设计人员，只需要了解1、2两个问题的内容，为软件的选用及前期数据准备做基础。问题3、4的内容，特别是问题3的内容，设设计人员能够把握的，也是能否得到良好分析结果的重要因素。 目前结构动力时程分析模型主要有三种：三维空间模型、二维平面模型和层模型。 从理论上讲，三维空间模型最接近结构的实际情况，是较理想的分析模型，计算精度也高，但由于这种模型计算工作量巨大，在目前的微机硬件资源条件下，大型结构设计中很少采用。二维平面模型和层模型对结构作了较多的简化处理，二维平面模型是将结构离散成一系列相互独立的“榀”，这种模型适用于刚度分布均匀、几何布置规则的结构。仅就独立的一榀而