Ansys转子动力学

Ansys转子动力学
Ansys转子动力学

基于ANSYS的转子动力学分析

1、题目描述

如图1-1所示,利用有限原原理计算转子临界转速以及不平衡响应。

图 1-1 转子示意图及尺寸

2、题目分析

采用商业软件ANSYS进行分析,转子建模时用beam188三维梁单元,该单元基于Timoshenko梁理论,考虑转动惯量与剪切变形的影响。每个节点有6个(三个平动,三个转动)或7各自由度(第七个自由度为翘曲,可选)。

轴承用combine214单元模拟。该单元可以模拟交叉刚度和阻尼。只能模拟拉压刚度,不能模拟弯曲或扭转刚度。该单元如图2-1所示,其有两个节点组成,一个节点在转子上,另一个节点在基础上。

图 2-1 combine214单元

对于质量圆盘,可以用mass21单元模拟,该单元有6个自由度,可以模拟X,Y,Z 三个方向的平动质量以及转动惯性。

3、计算与结果分析 3.1 转子有限元模型

建模时,采用钢的参数,密度取37800/kg m ,弹性模量取112.1110pa ,泊松比取0.3。轴承刚度与阻尼如表1所示,不考虑交叉刚度与阻尼,且为各项同性。

Kxx Kyy Cxx Cyy 4e7N/m 4e7N/m 4e5N.s/m 4e5N.s/m

将转子划分为93个节点共92个单元。有限元模型如图3-1所示。

图 3-1 转子有限元模型

施加约束时,由于不考虑纵向振动与扭转振动,故约束每一节点的纵向与扭转自由度,同时约束轴承的基础节点。施加约束后的模型如3-2所示。

图 3-2 施加约束后的有限元模型

3.1 转子临界转速计算

在ANSYS中可以很方便的考虑陀螺力矩的影响。考虑陀螺力矩时,由于陀螺矩阵是反对称矩阵,所以求取特征值时要用特殊的方法。本文考虑陀螺力矩的影响,分析了在陀螺力矩的影响下,转子涡动频率随工作转速的变化趋势,其Campell图如图3-3所示。同时给出了转子的前四阶正进动涡动频率与反进动涡动频率以及固有频率。如表3-2所示。

Ω(rpm) 0 10000 20000 30000

40000 1F ω(Hz) 54.738 54.833 55.027 55.248 55.478 1B ω(Hz)

54.738 54.131 53.938 53.718 53.489 2F ω(Hz) 174.12 174.85 175.61 176.38 177.14 2B ω(Hz) 174.12 173.31 172.55 171.78 171.02 3F ω(Hz) 301.97 303.56 305.18 306.82 308.46 3B ω(Hz)

301.97 300.35 298.76 297.19 295.63 4F ω(Hz) 484.00 488.60 493.24 497.93 502.65 4B ω(Hz) 484.00

479.44

474.92

470.45

466.02

图 3-3 转子Campell 图

从表3-2与图3-3可以看出,陀螺力矩提高了转子的正向涡动频率,降低了转子的反向涡动频率。同时,陀螺力矩对高阶涡动频率影响更显著。

表3-3对比了不考虑陀螺力矩与考虑陀螺力矩时转子前三阶正临界转速。

1CF ω(Hz) 1CB ω(Hz) 2CF ω(Hz) 2CB ω(Hz) 3CF ω(Hz) 3CB ω(Hz) 不考虑陀螺力矩

54.49

54.49

174.21

174.21

302.06

302.06

考虑陀螺

54.77 54.20 174.89 173.28 304.91 299.09

力矩

从表3-3可以看出,陀螺力矩导致了转子系统出现正向临界转速与反向临界转速。同时,陀螺力矩增加了转子正向临界转速,降低了转子反向临界转速。从这个意义上说,陀螺力矩似乎增加了转子正向涡动的刚度。

图3-4至图3-6分别给出了转子在10000rpm时前三阶正向涡动振型图。

图 3-4 转子第一阶正向涡动轨迹

图 3-5 转子第二阶正向涡动轨迹

图 3-6 转子第三阶正向涡动轨迹

3.2 不平衡响应计算

有转子几何尺寸得盘1与盘3质量为7.12Kg,盘2质量为14.24Kg。假设三个圆盘均有质量偏心,其偏心按表3-4分布。所以不平衡量按j

me eφ

?计算。

偏心e(mm) 相位φ(°) 盘1 30 45

盘2 15 60

盘3 20 135

计算2000rpm时转子的不平衡响应。采用ANSYS的瞬态动力学分析模块。

图3-7与图3-8分别代表了圆盘1的在2000rpm时的不平衡响应与轴心轨迹

图,由图可以看出不平衡响应达2.45mm。

图 3-7 2000rpm时圆盘1不平衡响应

图 3-8 2000rpm时圆盘1轴心轨迹

图3-9与图3-10分别代表了圆盘2的在2000rpm时的不平衡响应与轴心轨迹图,由图可以看出不平衡响应达3.2mm。

图 3-9 2000rpm时圆盘2不平衡响应

图 3-10 2000rpm时圆盘2轴心轨迹

图3-11与图3-12分别代表了圆盘3的在2000rpm时的不平衡响应与轴心轨迹图,由图可以看出不平衡响应达2.4mm。

图 3-11 2000rpm时圆盘3不平衡响应

图 3-12 2000rpm时圆盘3轴心轨迹

同时,计算转子随转速变化的不平衡响应图。采用ANSYS的谐响应分析模块。由于转子各向同性,只给出三个圆盘转子Y向的振动幅值随转速的变化关系。

图3-13到图3-15分别给出了三个圆盘不平衡响应随转速的变化关系。其中盘2的不平衡响应在第二阶固有频率处为0,这是因为转子系统完全对称,盘2在第二阶固有频率处刚好为节点。

图 3-13 圆盘1 Y向不平衡响应随转速变化关系

图 3-14 圆盘2 Y向不平衡响应随转速变化关系

ANSYS动力学分析报告

第5章动力学分析 结构动力学研究的是结构在随时间变化载荷下的响应问题,它与静力分析的主要区别是动力分析需要考虑惯性力以及运动阻力的影响。动力分析主要包括以下5个部分:模态分析:用于计算结构的固有频率和模态。 谐波分析(谐响应分析):用于确定结构在随时间正弦变化的载荷作用下的响应。 瞬态动力分析:用于计算结构在随时间任意变化的载荷作用下的响应,并且可涉及上述提到的静力分析中所有的非线性性质。 谱分析:是模态分析的应用拓广,用于计算由于响应谱或PSD输入(随机振动)引起的应力和应变。 显式动力分析:ANSYS/LS-DYNA可用于计算高度非线性动力学和复杂的接触问题。 本章重点介绍前三种。 【本章重点】 ?区分各种动力学问题; ?各种动力学问题ANSYS分析步骤与特点。 5.1 动力学分析的过程与步骤 模态分析与谐波分析两者密切相关,求解简谐力作用下的响应时要用到结构的模态和振

型。瞬态动力分析可以通过施加载荷步模拟各种何载,进而求解结构响应。三者具体分析过程与步骤有明显区别。 5.1.1 模态分析 1.模态分析应用 用模态分析可以确定一个结构的固有频率利振型,固有频率和振型是承受动态载荷结构设计中的重要参数。如果要进行模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析,固有频率和振型也是必要的。可以对有预应力的结构进行模态分析,例如旋转的涡轮叶片。另一个有用的分析功能是循环对称结构模态分析,该功能允许通过仅对循环对称结构的一部分进行建模,而分析产生整个结构的振型。 ANSYS产品家族的模态分析是线性分析,任何非线性特性,如塑性和接触(间隙)单元,即使定义也将被忽略。可选的模态提取方法有6种,即Block Lanczos(默认)、Subspace、Power Dynamics、Reduced、Unsymmetric、Damped及QR Damped,后两种方法允许结构中包含阻尼。 2.模态分析的步骤 模态分析过程由4个主要步骤组成,即建模、加载和求解、扩展模态,以及查看结果和后处理。 (1)建模。指定项目名和分析标题,然后用前处理器PREP7定义单元类型、单元实常数、材料性质及几何模型。必须指定杨氏模量EX(或某种形式的刚度)和密度DENS(或某种形式的质量),材料性质可以是线性或非线性、各向同性或正交各向异性,以及恒定或与温

ansys动力学分析全套讲解

第一章模态分析 §模态分析的定义及其应用 模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性(固有频率和振型),即结构的固有频率和振型,它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时,也可以作为其它动力学分析问题的起点,例如瞬态动力学分析、谐响应分析和谱分析,其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。 ANSYS的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态分析。前者有旋转的涡轮叶片等的模态分析,后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态分析。 ANSYS产品家族中的模态分析是一个线性分析。任何非线性特性,如塑性和接触(间隙)单元,即使定义了也将被忽略。ANSYS提供了七种模态提取方法,它们分别是子空间法、分块Lanczos法、PowerDynamics法、缩减法、非对称法、阻尼法和QR阻尼法。阻尼法和QR阻尼法允许在结构中存在阻尼。后面将详细介绍模态提取方法。 §模态分析中用到的命令 模态分析使用所有其它分析类型相同的命令来建模和进行分析。同样,无论进行何种类型的分析,均可从用户图形界面(GUI)上选择等效于命令的菜单选项来建模和求解问题。 后面的“模态分析实例(命令流或批处理方式)”将给出进行该实例模态分析时要输入的命令(手工或以批处理方式运行ANSYS时)。而“模态分析实例(GUI方式)” 则给出了以从ANSYS GUI中选择菜单选项方式进行同一实例分析的步骤。(要想了解如何使用命令和GUI选项建模,请参阅<>)。<>中有更详细的按字母顺序列出的ANSYS命令说明。 §模态提取方法 典型的无阻尼模态分析求解的基本方程是经典的特征值问题: 其中: =刚度矩阵, =第阶模态的振型向量(特征向量), =第阶模态的固有频率(是特征值), =质量矩阵。 有许多数值方法可用于求解上面的方程。ANSYS提供了7种方法模态提取方法,下面分别进行讨论。 1.分块Lanczos法 2.子空间(Subspace)法 Dynamics法

ansys动力学瞬态分析详解

§3.1瞬态动力学分析的定义 瞬态动力学分析(亦称时间历程分析)是用于确定承受任意的随时间变化载荷结构的动力学响应的一种方法。可以用瞬态动力学分析确定结构在稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下的随时间变化的位移、应变、应力及力。载荷和时间的相关性使得惯性力和阻尼作用比较重要。如果惯性力和阻尼作用不重要,就可以用静力学分析代替瞬态分析。 瞬态动力学的基本运动方程是: 其中: [M] =质量矩阵 [C] =阻尼矩阵 [K] =刚度矩阵 {}=节点加速度向量 {}=节点速度向量 {u} =节点位移向量 在任意给定的时间,这些方程可看作是一系列考虑了惯性力([M]{})和 阻尼力([C]{})的静力学平衡方程。ANSYS程序使用Newmark时间积分方法在离散的时间点上求解这些方程。两个连续时间点间的时间增量称为积分时间步长(integration time step)。 §3.2学习瞬态动力学的预备工作 瞬态动力学分析比静力学分析更复杂,因为按“工程”时间计算,瞬态动力学分析通常要占用更多的计算机资源和更多的人力。可以先做一些预备工作以理解问题的物理意义,从而节省大量资源。例如,可以做以下预备工作:

1.首先分析一个较简单模型。创建梁、质量体和弹簧组成的模型,以最小的代价深入的理解动力学认识,简单模型更有利于全面了解所有的动力学响应所需要的。 2.如果分析包括非线性特性,建议首先利用静力学分析掌握非线性特性对结构响应的影响规律。在某些场合,动力学分析中是没必要包括非线性特性的。 3.掌握结构动力学特性。通过做模态分析计算结构的固有频率和振型,了解这些模态被激活时结构的响应状态。同时,固有频率对计算正确的积分时间步长十分有用。 4.对于非线性问题,考虑将模型的线性部分子结构化以降低分析代价。<<高级技术分指南>>中将讲述子结构。 §3.3三种求解方法 瞬态动力学分析可采用三种方法:完全(Full)法、缩减(Reduced)法及模态叠加法。ANSYS/Professional产品中只允许用模态叠加法。在研究如何实现这些方法之前,让我们先探讨一下各种方法的优点和缺点。 §3.3.1完全法 完全法采用完整的系统矩阵计算瞬态响应(没有矩阵缩减)。它是三种方法中功能最强的,允许包括各类非线性特性(塑性、大变形、大应变等)。 注─如果并不想包括任何非线性,应当考虑使用另外两种方法中的一种。这是因为完全法是三种方法中开销最大的一种。 完全法的优点是: ·容易使用,不必关心选择主自由度或振型。 ·允许各种类型的非线性特性。 ·采用完整矩阵,不涉及质量矩阵近似。 ·在一次分析就能得到所有的位移和应力。 ·允许施加所有类型的载荷:节点力、外加的(非零)位移(不建议采用)和单元载荷(压力和温度),还允许通过TABLE数组参数指定表边界条件。 ·允许在实体模型上施加的载荷。 完全法的主要缺点是它比其它方法开销大。

ANSYS动力学分析指南——模态分析

§1.1模态分析的定义及其应用 模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性(固有频率和振型),即结构的固有频率和振型,它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时,也可以作为其它动力学分析问题的起点,例如瞬态动力学分析、谐响应分析和谱分析,其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。 ANSYS的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态分析。前者有旋转的涡轮叶片等的模态分析,后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态分析。 ANSYS产品家族中的模态分析是一个线性分析。任何非线性特性,如塑性和接触(间隙)单元,即使定义了也将被忽略。ANSYS提供了七种模态提取方法,它们分别是子空间法、分块Lanczos法、PowerDynamics法、缩减法、非对称法、阻尼法和QR阻尼法。阻尼法和QR阻尼法允许在结构中存在阻尼。后面将详细介绍模态提取方法。 §1.2模态分析中用到的命令 模态分析使用所有其它分析类型相同的命令来建模和进行分析。同样,无论进行何种类型的分析,均可从用户图形界面(GUI)上选择等效于命令的菜单选项来建模和求解问题。 后面的“模态分析实例(命令流或批处理方式)”将给出进行该实例模态分析时要输入的命令(手工或以批处理方式运行ANSYS时)。而“模态分析实例(GUI方式)” 则给出了以从ANSYS GUI中选择菜单选项方式进行同一实例 分析的步骤。(要想了解如何使用命令和GUI选项建模,请参阅<>)。<>中有更详细的按字母顺序列出的ANSYS 命令说明。 §1.3模态提取方法 典型的无阻尼模态分析求解的基本方程是经典的特征值问题: 其中: =刚度矩阵,

ansys动力学分析

结构动力分析研究结构在动荷载作用的响应(如位移、应力、加速度等的时间历程),以确定结构的承载能力和动力特性等。ANSYS动力分析方法有以下几种,现分别做简要介绍。 1.模态分析 用模态分析可以确定设计中的结构或机器部件的振动特性(固有频率和振型)。它也可以作为其他更详细的动力学分析的起点,例如瞬态动力学分析、谐响应分析、谱分析。 用模态分析可以确定一个结构的固有频率和振型。固有频率和振型是承受动态荷载结构设计中的重要参数。如果要进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析,固有频率和振型也是必要的。 ANSYS的模态分析是一线性分析,任何非线性特性(如塑性和接触单元)即使定义了也将忽略。可进行有预应力模态分析、大变形静力分析后有预应力模态分析、循环对称结构的模态分析、有预应力的循环对称结构的模态分析、无阻尼和有阻尼结构的模态分析。模态分析中模态的提取方法有七种,即分块兰索斯法、子空间迭代法、缩减法或凝聚法、PowerDynamics法、非对称法、阻尼法、QR阻尼法,缺省时采用分块兰索斯法。 2.谐响应分析 任何持续的周期荷载将在结构中产生持续的周期响应(谐响应)。谐响应分析使设计人员能预测结构的持续动力特性,从而使设计人员能够验证其设计能否成功地克服共振、疲劳及其他受迫振动引起的有害效果。谐响应分析是用于确定线性结构在承受随时间按正弦(简谐)规律变化的荷载时的稳态响应的一种技术。分析的目的是计算出结构在几种频率下的响应并得到一些响应值(通常是位移)对频率的曲线。从这些曲线上可以找到“峰值”响应,并进一步观察频率对应的应力。 这种分析技术只计算结构的稳态受迫振动。发生在激励开始时的瞬态振动不在谐响应分析中考虑。谐响应分析是一种线性分析。任何非线性特性,如塑性和接触(间隙)单元,即使被定义了也将被忽略,但在分析中可以包含非对称系统矩阵,如分析流体—结构相互作用问题。谐响应分析同样也可以分析有预应力结构,如小提琴的弦(假定简谐应力比预加的拉伸应力小得多)。 谐响应分析可以采用完全法、缩减法和模态叠加法三种方法。 3.瞬态动力学分析 瞬态动力学分析(亦称时间历程分析)是用于确定承受任意的随时间变化的荷载的结构动力学响应的一种方法。可以用瞬态动力学分析确定结构在静荷载、瞬态荷载和简谐荷载的随意组合下的随时间变化的位移、应变、应力及力。荷载和时间的相关性使得惯性力和阻尼力作用比较重要,如果惯性力和阻尼力不重要,就可以用静力学分析代替瞬态分析。 瞬态动力学分析可采用三种方法:完全法、缩减法和模态叠加法。完全法采用完整的系统矩阵计算瞬态响应,在三种方法中功能最强,可包括各类非线性特性(如塑性、大变形、大应

ANSYS动力学分析的几个入门例子

ANSYS动力学分析的几个入门例子 问题一:悬臂梁受重力作用发生大变形,求其固有频率。图片附件: 1.jpg ( 4.85 K ) 基本过程: 1、建模 2、静力分析 NLGEOM,ON STRES,ON 3、求静力解 4、开始新的求解:modal STRES,ON UPCOORD,1,ON 修正坐标 SOLVE... 5、扩展模态解 6、察看结果

/PREP7 ET,1,BEAM189 !使用beam189梁单元MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,,210e9 MPDATA,PRXY,1,,0.3 MPDATA,DENS,1,,7850 SECTYPE, 1, BEAM, RECT, secA, 0 !定义梁截面secA SECOFFSET, CENT SECDATA,0.005,0.01,0,0,0,0,0,0,0,0 K, ,,,, !建模与分网 K, ,2,,, K, ,2,1,, LSTR, 1, 2 LATT,1, ,1, , 3, ,1 LESIZE,1, , ,20, , , , ,1 LMESH, 1 FINISH /SOL !静力大变形求解 ANTYPE,0 NLGEOM,1 PSTRES,ON !计及预应力效果 DK,1, , , ,0,ALL, , , , , , ACEL,0,9.8,0, !只考虑重力作用 TIME,1 AUTOTS,1 NSUBST,20, , ,1 KBC,0 SOLVE FINISH /SOLUTION ANTYPE,2 !进行模态求解 MSA VE,0 MODOPT,LANB,10 MXPAND,10, , ,0 !取前十阶模态 PSTRES,1 !打开预应力效应MODOPT,LANB,10,0,0, ,OFF UPCOORD,1,ON !修正坐标以得到正确的应力PSOLVE,TRIANG !三角化矩阵 PSOLVE,EIGLANB !提取特征值和特征向量FINISH /SOLU

ansys动力学分析全套讲解

a n s y s动力学分析全套讲 解 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

第一章模态分析 §模态分析的定义及其应用 模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性(固有频率和振型),即结构的固有频率和振型,它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时,也可以作为其它动力学分析问题的起点,例如瞬态动力学分析、谐响应分析和谱分析,其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。 ANSYS的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态分析。前者有旋转的涡轮叶片等的模态分析,后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态分析。 ANSYS产品家族中的模态分析是一个线性分析。任何非线性特性,如塑性和接触(间隙)单元,即使定义了也将被忽略。ANSYS提供了七种模态提取方法,它们分别是子空间法、分块Lanczos法、PowerDynamics法、缩减法、非对称法、阻尼法和QR阻尼法。阻尼法和QR阻尼法允许在结构中存在阻尼。后面将详细介绍模态提取方法。 §模态分析中用到的命令 模态分析使用所有其它分析类型相同的命令来建模和进行分析。同样,无论进行何种类型的分析,均可从用户图形界面(GUI)上选择等效于命令的菜单选项来建模和求解问题。 后面的“模态分析实例(命令流或批处理方式)”将给出进行该实例模态分析时要输入的命令(手工或以批处理方式运行ANSYS时)。而“模态分析实例(GUI方式)” 则给出了以从ANSYS GUI中选择菜单选项方式进行同一实例分析的步骤。(要想了解如何使用命令和GUI选项建模,请参阅<>)。<>中有更详细的按字母顺序列出的ANSYS命令说明。 §模态提取方法 典型的无阻尼模态分析求解的基本方程是经典的特征值问题: 其中:

Ansys第31例冲击动力学分析实例——车辆受

第31例冲击动力学分析实例——车辆受 起伏路面激励的响应分析 本例用ANSYS LS-DYNA分析了车辆受起伏路面激励的响应,研究了创建车辆和负载模型的方法,研究了模拟和施加起伏路面激励载荷的方法。 31.1问题描述 为了分析车辆受起伏路面激励的响应,可以建立如图31-1所示的简化模型。由于矿石的冲击只作用于车辆底板,所以忽略车辆其余部分,车辆悬挂系统用弹簧阻尼系统模拟。在弹簧阻尼系统的端部施加随时间变化的位移载荷,以模拟起伏路面对车辆的激励。 本例各物理量单位如下:长度为mm;力为N;时间为s;质量为t;应力及材料弹性模量均为MPa;密度为t/m3;加速度为mm/s2。 31.2分析步骤 31.2.1 运行AN5YSJLS-LIYNA 用ANSYS产品启动器(图31-1)运行ANSYS LS-DYNA:开始→程序→ANSYS13.0→Mechanical APDL Product launch→选择Simulation Environment(分析环境)为ANSYS,选择License(授权)为ANSYS Multiphysics/LS-DYNA,设置Working Directory(工作目录)和Initial Jobname(初始任务名)等→Run。

图31-2ANSYS产品启动器 31. 2.2定义任务名 拾取菜单Utility Menu→File→Change Jobname,弹出如图31-3所示的对话框,在“[/FILNAM]”文本框中输入EXAMPLE31,单击“OK”按钮。 图31-3定义任务名对话框 31.2.3选择单元类型 拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete,弹出如图31-4所示的对话框,单击“Add…”按钮;弹出如图31-5所示的对话框,在左侧列表中选"LS-DYNA Explicit",在右侧列表中选“3D Solid 164”,单击“Apply”按钮:再在右侧列表中选“

ANSYS动力学分析知识讲解

动力学分析机翼模态分析实例 问题描述 如图5-2所示,为一个模型飞机的机翼。机翼沿着长度方向轮廓一致,且它的横截面由直线和样条曲线定义。机翼的一端固定在机体上,另一端为悬空的自由端。且机翼由低密度聚乙烯制成,有关性质参数为:弹性模量:38×103psi;泊松比:0.3;密度:1.033×10-3slug/in3。问题的目的是显示机翼的模态自由度。 图5-2 模型飞机机翼简图 GUI操作步骤 1.定义标题和设置参数 (1)选择菜单Utility Menu>File>Change Title。 (2)输入文本“Modal analysis Of a model airplane wing”,单击。 (3)选择菜单Main Menu>Preferences。 (4)选中“Structural”选项,单击。 2.定义单元类型 (1)选择菜单Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,弹出【Element

Types】窗口如图5-3。 图5-3 【Element Types】窗口 (2)单击,弹出【Library of Element Types】对话框如图5-4。 图5-4 【Library of Element Types】对话框 (3)在左侧的滚动框中选择“Structural Solid”。 (4)在右侧的滚动框中选择“Quad 4node 42”。 (5)单击。 (6)在右侧的滚动框中选择“Brick 8node 45”,单击。 (7)单击关闭窗口。 3.定义材料性质 (1)选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models,打开【Define Material Model Behavior】材料属性对话框如图5-5。

ansys动力学分析全套讲解 (2)

第一章模态分析 §1.1模态分析的定义及其应用 模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性(固有频率和振型),即结构的固有频率和振型,它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时,也可以作为其它动力学分析问题的起点,例如瞬态动力学分析、谐响应分析和谱分析,其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。 ANSYS的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态分析。前者有旋转的涡轮叶片等的模态分析,后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态分析。 ANSYS产品家族中的模态分析是一个线性分析。任何非线性特性,如塑性和接触(间隙)单元,即使定义了也将被忽略。ANSYS 提供了七种模态提取方法,它们分别是子空间法、分块Lanczos法、PowerDynamics法、缩减法、非对称法、阻尼法和QR阻尼法。阻尼法和QR阻尼法允许在结构中存在阻尼。后面将详细介绍模态提取方法。 §1.2模态分析中用到的命令 模态分析使用所有其它分析类型相同的命令来建模和进行分析。同样,无论进行何种类型的分析,均可从用户图形界面(GUI)上选择等效于命令的菜单选项来建模和求解问题。 后面的“模态分析实例(命令流或批处理方式)”将给出进行该实例模态分析时要输入的命令(手工或以批处理方式运行ANSYS时)。而“模态分析实例(GUI方式)”则给出了以从ANSYS GUI中选择菜单选项方式进行同一实例分析的步骤。(要想了解如何使用命令和GUI选项建模,请参阅<>)。<>中有更详细的按字母顺序列出的ANSYS命令说明。 §1.3模态提取方法 典型的无阻尼模态分析求解的基本方程是经典的特征值问题: 其中: =刚度矩阵, =第阶模态的振型向量(特征向量), =第阶模态的固有频率(是特征值), =质量矩阵。 有许多数值方法可用于求解上面的方程。ANSYS提供了7种方法模态提取方法,下面分别进行讨论。 1.分块Lanczos法 2.子空间(Subspace)法 3.Power Dynamics法 4.缩减(Reduced /Householder)法 5.非对称(Unsymmetric)法 6.阻尼(Damp)法(阻尼法求解的是另一个方程,参见<>中关于此法的详细信息) 7.QR阻尼法(QR阻尼法求解的是另一个方程,参见<>中关于此法的详细信息) 注意—阻尼法和非对称法在ANSYS/Professional中不可用。

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