如何简单的区分ANSYS Workbench有限元分析中的静力学与动力学问题

ANSYS静力学显式动力学1. 引言ANSYS是一款多功能的工程仿真软件，广泛应用于不同行业的产品设计、分析和优化中。

其中，静力学和显式动力学是ANSYS的两个重要模块，本文将对这两个模块进行全面、详细、完整且深入的探讨。

2. 静力学2.1 概述静力学是研究物体在静止状态下受力平衡的学科。

通过静力学分析，可以确定物体的受力情况、结构的稳定性以及构件的强度等信息。

2.2 ANSYS中的静力学分析ANSYS中的静力学分析模块可以通过建立几何模型、定义材料和边界条件来进行分析。

在分析过程中，可以考虑不同的加载情况，如静力加载和重力加载。

2.3 静力学分析的步骤静力学分析通常包括以下步骤： 1. 建立或导入模型：使用ANSYS的建模工具创建几何模型或导入现有模型。

2. 定义材料和属性：为模型定义材料特性和材料属性。

3. 定义边界条件：为模型的边界定义约束和加载条件。

4. 网格划分：将模型划分为离散的网格单元。

5. 求解分析：通过求解静力学方程，得到模型的受力状态。

6. 后处理：分析结果的可视化和数据输出。

3. 显式动力学3.1 概述显式动力学是一种研究物体在动力加载作用下的运动和响应的学科。

与静力学不同，显式动力学考虑了时间因素，可以模拟和预测物体在瞬态加载情况下的动态响应。

3.2 ANSYS中的显式动力学分析ANSYS中的显式动力学分析模块可以模拟各种动力加载条件下的物体运动和响应。

该模块可以用于模拟撞击、爆炸、碰撞、结构破坏等情况，并可以为工程师提供重要的设计参考信息。

3.3 显式动力学分析的步骤显式动力学分析通常包括以下步骤： 1. 建立或导入模型：与静力学分析相同，需要建立或导入模型。

2. 定义材料和属性：为模型定义材料特性和材料属性，以便模拟加载情况下的材料响应。

3. 定义边界条件：为模型的边界定义约束和加载条件，包括初始速度和力。

4. 网格划分：将模型划分为离散的网格单元。

5. 求解分析：通过求解显式动力学方程，得到模型在不同时间步长下的运动和响应。

ANSYS结构静力学与动力学分析教程第一章：ANSYS结构静力学分析基础ANSYS是一种常用的工程仿真软件，可以进行结构静力学分析，帮助工程师分析和优化设计。

本章将介绍ANSYS的基本概念、步骤和常用命令。

1.1 ANSYS的基本概念ANSYS是一款基于有限元方法的仿真软件，可以用于解决各种工程问题。

其核心思想是将结构分割成有限数量的离散单元，并通过求解线性或非线性方程组来评估结构的行为。

1.2 结构静力学分析的步骤进行结构静力学分析一般包括以下步骤：1）几何建模：创建结构的几何模型，包括构件的位置、大小和形状等信息。

2）网格划分：将结构离散为有限元网格，常见的有线性和非线性单元。

3）边界条件：定义结构的边界条件，如固定支座、力、力矩等。

4）材料属性：定义结构的材料属性，如弹性模量、泊松比等。

5）加载条件：施加外部加载条件，如力、压力、温度等。

6）求解方程：根据模型的边界条件和加载条件，通过求解线性或非线性方程组得到结构的响应。

7）结果分析：分析模拟结果，如应力、应变、变形等。

1.3 ANSYS常用命令ANSYS提供了丰富的命令，用于设置分析模型和求解方程。

以下是一些常用命令的示例：1）/PREP7：进入前处理模块，用于设置模型的几何、边界条件和材料属性等。

2）/SOLU：进入求解模块，用于设置加载条件和求解方程组。

3）/POST1：进入后处理模块，用于分析和可视化模拟结果。

4）ET：定义单元类型，如BEAM、SOLID等。

5）REAL：定义单元材料属性，如弹性模量、泊松比等。

6）D命令：定义位移边界条件。

7）F命令：定义力或压力加载条件。

第二章：ANSYS结构动力学分析基础ANSYS还可以进行结构动力学分析，用于评估结构在动态载荷下的响应和振动特性。

本章将介绍ANSYS的动力学分析理论和实践应用。

2.1 结构动力学分析的理论基础结构动力学分析是研究结构在动态载荷下的响应和振动特性的学科。

它基于质量、刚度和阻尼三个基本量，通过求解动态方程来描述结构的振动行为。

基于ANSYS Workbench的刚体动力学-静力学分析在机械系统中，大量构件处于运动状态。

在构件的运动过程中，在某些时刻，它处于最危险的工况。

那么，如何对于一个运动的机构中某个别构件进行强度分析呢？按照以往的方法，是先使用多体动力学软件例如ADAMS进行刚体动力学分析，得到铰链处的约束力，然后再在有限元软件例如ANSYS中对感兴趣的构件划分网格，并导入从ADAMS中得到的载荷，对之进行强度分析。

ANSYS提供了一套完善的解决方案，使得直接在WORKBENCH中就可以完成全过程。

其方法如下：1. 从工具箱中，拖拽一个刚体动力学模板到项目示意图中，然后按照正常步骤创建一个刚体动力学分析，施加力，力偶等，然后插入所需要的求解结果物体。

2. 在图形窗口中确定感兴趣的时间点。

3. 选择某个求解结果物体，然后在右键菜单中选择Export Motion Loads，并指定一个载荷文件名。

4. 在项目示意图中，拷贝一个rigid dynamics分析系统。

并把它用static structural 分析系统进行取代。

5.编辑static structural分析系统，压制不需要的构件，而只留下需要分析其强度刚度的构件。

6. 把该构件的刚度行为从rigid改变成flexible.7. 把网格求解器设置从ANSYS Rigid Dynamics改成ANSYS Mechanical8. 删除或者压制所有在Rigid Dynamics分析中所使用的载荷。

9.选择static structural分支，然后在其右键菜单汇总选择Insert> Motion Loads....，从而导入前面文件中的载荷。

10.删除原有的结果物体，添加新的应力，变形等物体。

11. 求解得到此时刻(t=0.49495s)构件的应力和变形。

12.返回workbench工作平面。

结构动力学问题与静力学问题的差别结构的动力学问题与静力学问题差别很大，主要体现在以下几个方面：1.动力学问题具有时变性。

由于荷载和结构响应都随着时间而变化，动力学问题不可能同静力学问题那样只有一个单一的解。

我们需要求解出结构整个过程中随着时间不断变化的连续解。

因此，动力学问题显然比将力学问题更加复杂、耗时。

2.动力学问题需要考虑惯性力当某结构仅受静力荷载时，结构的响应仅与荷载的大小和位置有关，但如果结构受到的是动力荷载，结构响应不仅与荷载有关，还和惯性力有关。

这惯性力是结构动力学问题中最重要的特征。

3.结构简化关于结构的简化，虽然在原则上结构的静力计算简图应和动力计算简图一致，但是由于动力学问题的复杂性，往往会基于静力计算简图进一步简化。

下面，我们以一个结构布置及荷载分布沿纵向比较均匀的单层平面框架为例，进行结构简化。

由于框架纵向分布均匀，可取其中的一个开间作为计算单元，计算简图如图1所示。

如忽略杆件的轴向变形，该结构体系有三个参数为独立未知量，即A点和B点的转角0A和缶，A点或B点的侧移X。

在任一时刻决定结构体系几何位置及变形状态的独立参数的数目为该结构体系的自由度。

因此，该结构的自由度为三。

上述的简化方法和在静力计算时的简化方法完全一致。

图1单层平面框架计算简图然而，在进行结构动力学分析时，由于需要考虑惯性力的影响以及阻尼的影响，需要求解微分方程（对于离散体系），不同于静力分析，只需求解代数方程。

为便于计算和分析，在建立结构动力计算简图时，通常会在结构静力计算简图的基础上，将分部质量集中在有限的几个点上，并忽略惯性效应相对较小的自由度。

在进行图2所示的单层平面框架的动力分析时，往往将柱的质量向柱两端集中。

为减少计算工作量，通常忽略质量的转动惯性效应，即忽略掉两个转角自由度，如图2所示。

这样，拥有三自由度的单层平面框架的动力计算简图就可简化为较为简单的单自由度体系。

图2单层平面框架动力计算简图。

动力学与静力学的比较分析动力学和静力学是研究物体运动的两个重要分支学科，它们在力学领域发挥着重要的作用。

动力学主要研究物体在受力作用下的运动规律，而静力学则主要研究物体在受力作用下的平衡情况。

本文将对动力学和静力学进行比较分析，探讨它们的共同点和区别。

首先，动力学和静力学在研究对象上存在差异。

动力学关注的是物体的运动状态，力的作用以及物体的加速度等。

而静力学则关注的是物体的平衡情况，研究物体在受力后是否处于静止状态以及力的分布情况等。

其次，动力学和静力学在研究方法上也有一定的差异。

在动力学研究中，通常需要建立动力学方程来描述物体受力后的运动情况，通过求解动力学方程可以得到物体的运动规律。

而静力学的研究则主要通过力的平衡条件来进行分析，例如牛顿第一定律所描述的力的合成为零的情况，从而得到物体的平衡情况。

此外，动力学和静力学的应用领域也存在差异。

动力学在研究机械系统、天体物理、流体运动等方面具有广泛的应用。

例如，在机械工程中，动力学可以用于研究机械装置的稳定性和动态响应；在天体物理中，动力学可以用于研究行星的轨道运动和天体碰撞等。

而静力学主要应用于建筑工程、力学设计等领域。

例如，在建筑物设计中，静力学可用于确定各个荷载在建筑结构中的分布情况，从而保证结构的稳定性。

另外，动力学和静力学也存在一些共同点。

首先，它们都以牛顿力学为基础，共同遵循牛顿的三大定律。

无论是动力学还是静力学，都以力的作用和力的平衡为基础，建立了稳定和可靠的力学体系。

其次，它们都是解决现实世界中力学问题的有效工具，对于我们理解和应用力学定律具有重要的意义。

为了更好地说明动力学和静力学的比较分析，以杆的静力平衡和动力学为例。

在静力学中，当一个杆处于平衡状态时，各个力的合力和合力矩都为零，从而可以通过静力学方程来求解杆的平衡条件。

而在动力学中，我们可以研究一个杆在受到外力作用下的运动规律。

例如，当一个杆在一个端点受到外力作用时，可以通过动力学方程求解出杆的弯曲状态和挠度等参数。

静力学与动力学的区别与联系引言：静力学和动力学是物理学中两个重要而又基础的概念。

它们分别研究物体在静止和运动状态下的力学性质。

本文将详细探讨静力学和动力学的区别和联系。

一、静力学的概念及特点：静力学是研究物体在静止状态下的力学学科。

静力学关注的主要问题是物体受力平衡时的情况和性质。

它通常处理的是物体的平衡状态，即物体所受的合力为零。

在静力学中，物体保持静止或静止状态下的力学平衡，是研究的核心内容。

静力学主要研究物体所受的力、力的平衡条件以及对应的受力分析方法。

在静力学中，我们使用牛顿第一定律——力的合力为零的时候物体保持静止的平衡状态。

这一定律被称为平衡条件。

静力学主要研究静态力学平衡的问题，例如杠杆平衡、物体的受力分析等。

二、动力学的概念及特点：动力学是研究物体在运动状态下的力学学科。

与静力学不同，动力学关注的是物体在运动状态下受力的情况和性质。

动力学研究的核心是物体所受的力和运动状态之间的关系。

在动力学中，我们考虑物体所受的力、物体的质量以及力对物体运动状态的影响。

动力学研究的重点是牛顿第二定律，即物体所受合力等于质量乘以加速度。

该定律描述了物体的运动状态与施加在其上的力之间的关系。

因此，动力学常常涉及速度、加速度和运动轨迹等概念。

三、静力学与动力学的区别：1. 研究对象不同：静力学研究物体在静止状态下的力学平衡，而动力学研究物体在运动状态下的受力与运动关系。

2. 研究内容不同：静力学主要研究力的平衡条件及物体受力的分析方法，动力学则主要研究物体所受力对运动状态的影响以及运动参数的变化规律。

3. 平衡条件不同：静力学中的平衡条件是物体所受合力为零，而动力学中并无平衡条件，而是通过力和质量的关系描述物体的运动状态。

4. 牛顿定律不同：静力学主要依赖牛顿第一定律，即力的合力为零时物体保持静止。

而动力学则使用牛顿第二定律，描述了力对物体运动状态的影响。

四、静力学与动力学的联系：尽管静力学和动力学有着明显的区别，但在物理学的研究中，两者有着密切的联系。

静力学与动力学的区别与联系静力学和动力学是物理学中两个重要的概念，它们分别研究物体在静止和运动状态下的力学特性。

静力学关注物体在静止状态下的受力和力的平衡条件，而动力学则研究物体在运动状态下的运动规律和力的作用效果。

本文将介绍静力学和动力学的区别与联系。

一、静力学静力学研究物体在静止状态下的力学问题，主要关注以下几个方面：1. 平衡条件：静力学通过分析物体所受的各个力，确定物体在静止状态下的平衡条件。

根据力的平衡条件，物体受力的合力为零，同时力的合力和力矩的合力也为零。

2. 牛顿第一定律：静力学的研究基于牛顿第一定律，即物体在静止状态下保持静止，或在匀速直线运动状态下保持匀速直线运动。

3. 力的分解：静力学中常用的方法是将力分解为水平和垂直的分力。

这样可以更好地分析力的平衡条件和力的作用效果。

二、动力学动力学研究物体在运动状态下的力学问题，重点关注以下几个方面：1. 运动规律：动力学研究物体在受力作用下的运动规律，包括直线运动、曲线运动以及旋转运动等。

通过运动学和动力学方程，可以描述物体的位移、速度和加速度等运动状态。

2. 牛顿第二定律：动力学的研究基于牛顿第二定律，即物体所受的合力等于质量乘以加速度。

根据这个定律，可以计算物体的加速度和力的作用效果。

3. 力的效果：动力学研究物体所受的力的效果，如物体受到的力越大，其运动状态的改变越明显。

力的方向和大小对物体的运动轨迹和速度都产生影响。

三、静力学和动力学在研究的对象、内容和方法上存在一些区别，但也存在一定的联系。

1. 区别：- 研究对象：静力学研究物体在静止状态下的力学问题，而动力学则研究物体在运动状态下的力学问题。

- 研究内容：静力学主要关注物体的平衡条件和力的分解，而动力学则研究物体的运动规律和力的效果。

- 方法应用：静力学常用静力平衡方程来解决问题，而动力学运用牛顿第二定律等动力学方程进行计算和分析。

2. 联系：- 牛顿定律：静力学和动力学都基于牛顿的力学定律，静力学基于牛顿第一定律，动力学基于牛顿第二定律。

自然科学知识：动力学和静力学的区别和应用动力学和静力学是物理学中的两个重要概念，它们在物理学和工程学中广泛应用。

本文将对动力学和静力学的定义、区别和应用进行详细阐述。

一、动力学的定义与应用动力学是研究物体在运动时的力学规律的学科。

换句话说，动力学是研究物体运动状态、速度、加速度等动力学量的规律。

动力学不仅研究物理学中常见的牛顿力学，还研究其他学科中的动力学规律，例如量子力学中的动力学、相对论中的动力学等。

动力学广泛应用于工程学中，例如机械工程、电子工程、飞行器工程等。

例如，在机械工程中，动力学可以用来研究机械装置的运动规律、速度、力等问题。

在电子工程中，动力学可以用来研究电子器件的速度和加速度，以及电子元器件的能力。

二、静力学的定义与应用静力学是研究物体在静止时的力学规律的学科。

其中的“静”指的是物体不存在运动状态。

静力学研究物体在静止时的力学平衡和稳定问题。

由于物体在静态情况下不动，静力学主要研究作用在物体上的力以及它们的平衡。

静力学在工程学中具有重要的应用，例如建筑、船舶、土木工程等领域。

在建筑工程中，静力学可以用来研究建筑结构的平衡和稳定性；在船舶工程中，静力学可以用来研究船舶的平衡和安定性；在土木工程中，静力学可以用来研究土地和建筑物的力学平衡问题。

三、动力学和静力学的区别动力学和静力学之间的区别在于它们对物体的状态进行了不同的研究。

动力学研究物体在运动时的规律，从而研究物体的动力学量，例如速度、加速度、动能、势能等。

静力学则研究物体在静止时的规律，从而研究物体的平衡和稳定性问题。

在研究方法上，动力学和静力学也有所不同。

由于动力学研究物体的动态问题，因此在大多数情况下需要考虑时间和空间中的变化。

而静力学研究物体的平衡问题，因此大部分情况下不需要考虑时间和空间中的变化。

四、动力学和静力学的应用范围和互补性动力学和静力学在物理学和工程学中应用广泛。

两者相互补充，构成了物理学和工程学中的基础。

工程力学中的动力学与静力学有什么不同？在工程力学的广袤领域中，动力学和静力学是两个至关重要的分支。

它们共同为解决工程实际问题提供了坚实的理论基础，但又在研究对象、分析方法和应用场景等方面存在着显著的差异。

静力学，顾名思义，主要研究物体在静止状态下的受力情况。

当一个物体处于静止状态时，它所受到的各个力相互平衡，合力为零。

这是静力学的核心概念。

比如说，一个放在水平桌面上的重物，它受到重力向下，桌面给它的支持力向上，这两个力大小相等、方向相反，使得物体保持静止。

在静力学的分析中，我们通常关注的是力的大小、方向和作用点这三个要素。

通过对这些要素的分析，可以确定物体在静止状态下各个力之间的关系，从而解决诸如结构的稳定性、杆件的内力等问题。

相比之下，动力学则聚焦于物体的运动状态以及导致物体运动状态发生改变的原因。

它研究的是力与物体运动之间的关系。

当物体处于运动状态时，力不仅会影响其速度的大小，还会改变其运动的方向。

例如，一个被抛出的物体，在重力和空气阻力的作用下，其运动轨迹会呈现出抛物线的形状。

动力学中，我们需要考虑力的作用时间、物体的质量以及运动的初始条件等因素。

通过运用牛顿第二定律等基本原理，来描述和预测物体的运动轨迹、速度和加速度等变化情况。

从研究对象来看，静力学主要针对处于平衡状态的物体，无论是单个物体还是由多个物体组成的系统，只要它们保持静止或者匀速直线运动，都属于静力学的研究范畴。

而动力学的研究对象则是处于非平衡状态下的物体，即那些速度或加速度不为零的物体。

在分析方法上，静力学常常通过受力分析和力的平衡方程来求解未知力。

比如，对于一个简单的悬臂梁结构，我们可以通过画出其受力图，然后根据水平和竖直方向的力平衡以及对固定点的力矩平衡来计算出各个支撑点所承受的力。

而动力学则更多地依赖于牛顿运动定律、动量定理、能量守恒定律等原理。

在解决问题时，往往需要建立包含时间变量的运动方程，并通过积分或求解微分方程来获得物体的运动规律。

动力学和静力学的比较动力学和静力学是物理学中重要的分支，它们研究物体运动和力的作用。

虽然它们有共同的目标，但在理论基础、研究方法和应用领域上存在着一些显著差异。

本文将对动力学和静力学进行比较，并分析它们在实际应用中的差异。

一、理论基础的比较动力学是研究物体运动的学科，主要涉及力、质量和加速度之间的关系。

它通过牛顿力学的定律，例如牛顿第二定律 F=ma，来描述物体运动的规律。

动力学的理论基础是基于力和加速度之间的相互作用，强调物体的运动状态和动态力学。

静力学则是研究物体处于静止状态时的力学性质。

它主要关注力和物体平衡之间的关系，以及静止物体所受到的力的平衡条件。

静力学的理论基础是基于物体的平衡状态和力的相互抵消，强调物体的力学平衡和静态力学。

二、研究方法的比较动力学和静力学在研究方法上也存在差异。

动力学研究物体的运动轨迹、速度和加速度等动力学参数，通常需要使用运动学和动力学的分析方法。

运动学主要关注物体运动的轨迹和速度，而动力学则研究物体运动的原因和加速度。

动力学的研究方法包括使用牛顿定律、分析力学和动力学方程等。

静力学研究物体的力学平衡和静止状态，主要使用平衡条件和受力分析的方法。

静力学通过分析物体所受到的力和力的平衡条件，确定物体处于静止状态下的力的平衡。

在静力学中，常用的方法包括力的合成、力的分解和力矩的计算等。

三、应用领域的比较动力学和静力学在应用中具有不同的领域和用途。

动力学主要应用于研究物体的运动和运动参数，例如运动物体的速度、加速度和轨迹等。

它在机械工程、运动学和天体物理学等领域具有广泛的应用，例如分析机械系统的运动特性、预测天体的运动轨迹等。

静力学主要应用于分析物体的平衡和稳定性，例如静止物体所受的力和力的平衡条件。

它在建筑工程、结构力学和桥梁设计等领域具有重要的应用，例如分析建筑物的结构稳定性、计算桥梁的静力平衡等。

综上所述，动力学和静力学在理论基础、研究方法和应用领域上存在一些差异。

静⼒学分析与动⼒学分析的区别本⽂为静⼒学分析与动⼒学分析区别的⽂字教程，详细视频教程可扫描⽂末⼆维码获取。

很多有限元初学者都在纠结⼀个问题，就是静⼒学分析和动⼒学分析有什么区别，今天以⼀个时变载荷的例⼦，带⼤家领悟其中奥妙。

⾸先来了解⼀下⼆者的物理⽅程：静⼒学所解决的问题：Kx=F动⼒学所解决的问题：Ma+Cv+Kx=F接下来看⼀下今天的案例模型，以下图梁模型为例，左侧固定约束，右侧承受⼀个时变载荷，对其进⾏分析求解。

图1 模型了解回顾⼀下ABAQUS的有限元分析流程：图2 ABAQUS有限元分析流程▶⾸先进⾏动⼒学分析：⼀、前处理1.1 ⼏何模型的构建1）在Part模块中，通过Create Part创建3D、Deformable、wire，创建尺⼨为70m的线条并完成草图绘制，得到图1所⽰模型。

1.2 材料参数的定义1.2.1 材料本构在property模块中，创建材料，定义elastic参数，杨⽒模量为2.1e11Pa，泊松⽐为0.3；再定义Density参数，密度为7850kg/m3。

1.2.2 截⾯定义通过Create Section创建Beam，Beam截⾯，剖⾯为圆形，半径为1m。

1.2.3 截⾯指派通过Assign Section将创建好的截⾯指派给相应模型。

1.3 ⽹格系统构建1.3.1 ⽹格划分在Mesh模块中，划分⽹格。

1.3.2 单元类型单元类型保持默认。

1.3.3 装配在Assembly模块中，通过Create Instance进⾏装配，如下图（已显⽰剖⾯）：图3 装配模型⼆、求解2.1 求解器的设定在Step模块中通过Create Step创建动⼒隐式分析步；步长使⽤固定步长，最⼤增量步数为10000，步长为0.0001。

2.2 连接关系的构建⽆需连接关系。

2.3 边界条件的设定2.3.1 位移边界条件在Load模块中，通过Create Boundary Condition对左侧进⾏固定。

结构动力学与静力学的区别CAE课程火热报名中如有意向请微信留下您的姓名、电话及单位名称，我们会尽快给您回复；或是拨打************！亲爱的同学们：大家好！以下时间课程也可根据单位要求定制课程，课程时间由双方协商确定，具体时间另行安排。

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结构动力学与静力学的区别在于：(1)荷载随的大小方向作用点随时间而改变；(2)本质区别：有惯性力的存在。

1 动力问题--解决四类问题：反应问题：已知体系和激励，求反应；识别问题：已知激励和反应，求体系；测量问题：已知体系和反应，求激励；控制问题：已知激励和体系，通过调节控制系数来改变结构的反应。

2 动力方程的建立及求解1)离散化方法：集中质量法、广义自由度法和有限元法。

核心问题：质量分布、刚度分布、阻尼。

2)动力方程建立方法：达朗贝尔原理(受力平衡原理)、虚功(位移)原理、hamilton原理(变分原理)。

3)动力问题求解及相关问题：(1)基础：单自由度体系(2)扩展：多自由度体系(3)结构的基本动力特性：周期、振型和阻尼比。

振型：结构体系自由振动的位移形态，N个自由度的体系有N个振型，每个振型对应一个自振频率。

3 动力学的实际应用之地震工程人类对地震作用及地震作用对结构影响的认识是一个逐步发展、递进的过程。

(1)震度法：由日本学者提出，是人类第一次企图用数学的方法来解释复杂的地震现象。

(2)强震观测：其方法和思路最早由日本伟大的地震工程先驱末广恭二提出，但最早在美国开始应用，1933年美国长滩地震获得了首批地震动记录，为后来的反应谱理论和时程分析理论提供了必要条件。