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《ansys機(jī)翼模型模態(tài)分析詳細(xì)過程》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、機(jī)翼模型的模態(tài)分析高空L<:航的K機(jī)近年得到了世界的普遍重視。由于其對L<:航時性能的要求，這種飛機(jī)的機(jī)翼采用非常大的展弦比，K耍求結(jié)構(gòu)重量非常低。大展弦比和低重量的耍求，往往使這類結(jié)構(gòu)受載時產(chǎn)生一系列氣動彈性問題，這些問題構(gòu)成飛行器設(shè)計(jì)和其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不利因索，解決氣動彈性問題歷來為飛機(jī)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)。顫振的發(fā)生與機(jī)翼結(jié)構(gòu)的振動特性密切相關(guān)。通過對機(jī)翼的模態(tài)分析，可獲得機(jī)翼翼型在各階頻率下的模態(tài)，得出振動頻率與應(yīng)變問的關(guān)系，從而可改進(jìn)設(shè)計(jì)，避免或減小機(jī)翼在使用過程屮因振動引起變形。卜*圖是一個機(jī)翼的簡單模態(tài)分析。該機(jī)翼模型沿著長度方向異宥不規(guī)則形狀，而且其橫截面是由直線和曲線構(gòu)成（如
2、圖所示）。機(jī)翼一端固定于機(jī)身上，另一端則自由懸掛。機(jī)翼材料的常數(shù)為：彈性模量E=0.26GPa，泊松比m=0.3,密度r=886kg/m。(0.05,0,0)(0.0575,0.005,0)(0.0475,0.0125,0)(0.025,0.00625,0)圖i機(jī)輿模型的結(jié)構(gòu)尺、1、建立有限元模型1.1定義單元類型自由網(wǎng)格對模型的耍求不高，劃分簡單咨時咨力。選擇而單元PLANE42和體單元Solid45進(jìn)行劃分網(wǎng)格求解。1.2定義材料特性根據(jù)上文所給的機(jī)翼材料常數(shù)定義材料特性，彈性模量E=0.26GPa，泊松比m=0.3，密度r=886kg/m。1.3建立幾何模型并分網(wǎng)該機(jī)翼模型比較簡單，
3、可首先建立機(jī)翼模型的截而，再其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后對截而拉仲0.25m的長度并劃分10個長度單元，血得到整個模型的網(wǎng)格。閣2機(jī)翼模型截而閣圖3盤軸結(jié)構(gòu)的奮限元模型1.4模型施加載荷和約束因?yàn)闄C(jī)翼一端固定于機(jī)身上，另一端則自由懸掛，因此對機(jī)翼模型的一端所有節(jié)點(diǎn)施加位移約束和旋轉(zhuǎn)約束。1.5分析求解木次求解了機(jī)翼模型的前五階模態(tài)，各階固宥頻率值如卜*FileMXXXMINDEXOFDATASETSONRESULTSFILE*■*■*■*■*SETTIME/FREQLOADSTEPSUBSTEPCUMULATIUE125-718111263-0771223157.901334163.1314453
4、56.33155ANSYSIAPR30201521:25:26ANSYSAPR30201521:41:09機(jī)翼前五階振動模態(tài)圖如下:NODALSOLUTIONSTEP=1SUB=1FREQ=25.7178USUM(AVG)RSYS=0DMX=6.7038SMX=6.70381.489732.979474.46925.958947448672.23463.724335.214076.7038NODALSOLUTIONSTEE^lSUB=2FREQ=63.0771USUM(AVG)RSYS-0DMX■6.71326SMX-6.713261.491847459182.983674.475515.
5、967342.237753.729595.221436.71326NODALSOLUTIONSTEP=1SUB?3APR30201521:41:30rREQ=157.8972.58145.162797.7441910.32561.29073.872096.453499.0348911.61631NODALSOLUTIONANSYSSTEP=1SUB=4APR30201521:41:58FREQ=163.12802.953495.906998.8604811.8141.476754.430247.3837410.337213.2907ANSYSAPR30201521:39:51NODALSO
6、LUTIONSTEP=1SUB=5FREQ=356.333USUM(AVG)RSYS=0DMX=7.43871SMX=7.438711.65305'.3.30609?4.95914*6.61218.8265232.479574.132625.785667.43871機(jī)翼的各階模態(tài)及相應(yīng)的變形如表1及圖6所示。從圖可看出在一階(14.283Hz)和二階(61.447Hz)振動模態(tài)下，機(jī)翼主要發(fā)生彎曲變形，并且離翼根越遠(yuǎn)變形量越大。在三階(90.005Hz)振動模態(tài)下，機(jī)翼發(fā)生了彎曲變形和輕微的扭轉(zhuǎn)變形，彎曲變形大，機(jī)翼的外形發(fā)生明S改變。在四階(138.83Hz)振動模態(tài)下，機(jī)翼主要發(fā)生扭轉(zhuǎn)
7、變形，變形程度近似與機(jī)翼的厚度成反比，在截面A點(diǎn)處發(fā)生最大的變形，變形對機(jī)翼的外形影響輕微。在5階(257.59Hz)振動模態(tài)下，機(jī)翼發(fā)生了嚴(yán)重變形，機(jī)翼變形復(fù)雜，彎曲為主，含有多種變形；屮間弦線兩側(cè)發(fā)生方向相反的彎曲變形，外形變形嚴(yán)重機(jī)翼的彎曲主耍施加到機(jī)翼的梁和長桁上，而扭轉(zhuǎn)變形主要施加到機(jī)翼的翼肋和蒙皮上，對一階和二階振動，機(jī)翼可以加強(qiáng)梁和長桁的強(qiáng)度，避免發(fā)生過大的彎曲變形，對于四階的振動，機(jī)翼需加強(qiáng)翼肋或采用整體
