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《ANSYS模態(tài)分析實(shí)例和詳細(xì)過程》由會(huì)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、均勻直桿的子空間法模態(tài)分析1.模態(tài)分析的定義及其應(yīng)用模態(tài)分析用于確定設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)或機(jī)器部件的振動(dòng)特性(固有頻率和振型)，即結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型，它們是承受動(dòng)態(tài)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)屮的重要參數(shù)。同時(shí)，也可以作為其它動(dòng)力學(xué)分析問題的起點(diǎn)，例如瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析、諧響應(yīng)分析和譜分析，其中模態(tài)分析也是進(jìn)行譜分析或模態(tài)疊加法諧響應(yīng)分析或瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析所必需的前期分析過程。ANSYS的模態(tài)分析可以對(duì)有預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析和循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)模態(tài)分析。前者有旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片等的模態(tài)分析，后者則允許在建立一部分循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模型來完成對(duì)整個(gè)
2、結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析。ANSYS提供的模態(tài)提取方法有：子空間法(subspace)>分塊法(blocklancets),縮減法(reduced/householder)動(dòng)態(tài)提取法(powerdynamics)>非對(duì)稱法(unsymmetric),阻尼法(damped),QR阻尼法(QRdamped)等，大多數(shù)分析都可使用子空間法、分塊法、縮減法。ANSYS的模態(tài)分析是線形分析，任何非線性特性，例如塑性、接觸單元等，即使被定義了也將被忽略。2.模態(tài)分析操作過程一個(gè)典型的模態(tài)分析過程主要包括建模、模態(tài)求解、擴(kuò)展模態(tài)
3、以及觀察結(jié)果四個(gè)步驟。(1).建模模態(tài)分析的建模過程與其他分析類型的建模過程是類似的，主要包括定義單元類型、單元實(shí)常數(shù)、材料性質(zhì)、建立幾何模型以及劃分有限元網(wǎng)格等基本步驟。(2).施加載荷和求解包括指定分析類型、指定分析選項(xiàng)、施加約束、設(shè)置載荷選項(xiàng)，并進(jìn)行固有頻率的求解等。指定分析類型，MainMenu-Solution-AnalysisType-NewAnalysis,選擇Modal0指定分析選項(xiàng)，MainMenu-Solution-AnalysisType-AnalysisOptions,選擇MODO
4、PT(模態(tài)提取方法)，設(shè)置模態(tài)提取數(shù)量MXPAND.定義主自由度，僅縮減法使用。施加約束，MainMenu-So1ution-DefineLoads-Apply-Structural-Displacement。求解，MainMenu-Solution-Solve-CurrentLS。(3)?擴(kuò)展模態(tài)如果要在POSTI中觀察結(jié)果，必須先擴(kuò)展模態(tài)，即將振型寫入結(jié)果文件。過程包括重新進(jìn)入求解器、激話擴(kuò)展處理及其選項(xiàng)、指定載荷步選項(xiàng)、擴(kuò)展處理等。激活擴(kuò)展處理及其選項(xiàng)，MainMenu-So1ution-LoadS
5、topOpts-Expansionpass-SingleExpand-Expandmodeso指定載荷步選項(xiàng)。擴(kuò)展處理，MainMenu-solution-Solve-CurrentLSo注意:擴(kuò)展模態(tài)可以如前述辦法單獨(dú)進(jìn)行，也可以在施加載荷和求解階段同時(shí)進(jìn)行。本例即采用了后面的方法(4).查看結(jié)果模態(tài)分析的結(jié)果包括結(jié)構(gòu)的頻率、振型、相對(duì)?應(yīng)力和力等實(shí)例1均勻直桿的模態(tài)分析1.問題描述及解析解圖8-1所示為一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)的等截面直桿，一端固定，一端自由。己知桿材料的彈性模量E二2Xio"N/腫護(hù),密度p二7
6、800kg//,桿長(zhǎng)L=0.1m.要求計(jì)算直桿縱向振動(dòng)的固有頻率。圖8-1均勻直桿的固有頻率分析(2,—1)龍~2L-rad/s(i=l,2…)根據(jù)振動(dòng)學(xué)理論，假設(shè)直桿均勻伸縮，如圖8-1所示等截面直桿縱向振動(dòng)第i階固有頻率為(0將角頻率為轉(zhuǎn)化為周頻率f,并將已知參數(shù)代入，可得"黔紜耳為魔P59(21-1)Hz(8-1)按式(8-1)計(jì)算出直桿的前5階頻率，列表如表8-1所示。階次12315頻率(Hz)126593797863296886151139331.分析步驟4.1改變工作名拾取菜單Utility
7、Menu-Fi1e-ChangeJobname彈出如圖8-2所示的對(duì)話框，在"[/FILNAM]〃文本框中輸入EXAMPLES,單擊“0K"按鈕。FileSelectListPlotPlotCtrlsWorkPlaneParametersMacroMenuCtrlsHelpANSYSToolbarsave_db
8、resum_db
9、QUITIpowrgrph
10、1NODESANSYSNOV20201617:25:28YModalanalysisofuniformstr_subspace4.2創(chuàng)建單元類型拾取菜
11、單MainM--Preprocessor-ElementType-Add/Edit/Delete,彈出對(duì)話框，單擊"Add"按鈕:彈出對(duì)話框，在左側(cè)列表中選擇''StructuralSolid",在右側(cè)列表屮選擇"Brick20node186〃，單擊〃0K〃按鈕:單擊對(duì)話框的“Close"按鈕。旨Preferences/ElementTypes曰Preprocessor曰ElementTypeSSwitchElemType旨
