ANSYS模态分析_圆盘
高速旋转轮盘模态分析
在进行高速旋转机械的转子系统动力设计时，需要对转动部件进行模态分析，求解出其固有频率和相应的模态振型。通过合理的设计使其工作转速尽量远离转子系统的固有频率。而对于高速部件，工作时由于受到离心力的影响，其固有频率跟静止时相比会有一定的变化。为此，在进行模态分析时需要考虑离心力的影响。通过该实验掌握如何用ANSYS进行有预应力的结构的模态分析。
一．问题描述
本实验是对某高速旋转轮盘进行考虑离心载荷引起的预应力的模态分析，求解出该轮盘的前5阶固有频率及其对应的模态振型。轮盘截面形状如图所示，该轮盘安装在某转轴上以12000转/分的速度高速旋转。相关参数为：弹性模量EX＝2.1E5Mpa，泊松比PRXY＝0.3，
密度DENS＝7.8E-9Tn/mm 3。
1-5关键点坐标：
1(-10, 150, 0)
2(-10, 140, 0)
3(-3, 140, 0)
4(-4, 55, 0)
5(-15, 40, 0)
6(-15, 12, 0)
R5=3
二．分析具体步骤
1.定义工作名、工作标题、过滤参数
①定义工作名：Utility menu > File > Jobname
②工作标题：Utility menu > File > Change Title（姓名）
2.选择单元类型
本实验将选用六面体结构实体单元来分析，但在建模过程中需要使用四边形平面单元，所有需要定义两种单元类型：PLANE42和SOLID45，具体操作如下：
Main Menu >Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete
①“ Structural Solid”→“ Quad 4node 42”→Apply（添加PLANE42为1号单元）
②“ Structural Solid”→“ Solid 45”→ok（添加六面体单元SOLID45为2号单元）
在Element Types (单元类型定义)对话框的列表框中将会列出刚定义的两种单元类型：PLANE42、SOLID45，关闭Element Types (单元类型定义)对话框，完成单元类型的定义。
3.设置材料属性
由于要进行的是考虑离心力引起的预应力作用下的轮盘的模态分析，材料的弹性模量EX 和密度DENS必须定义。
①定义材料的弹性模量EX
Main Menu >Preprocessor > Material Props > Material Models> Structural > Linear >
Elastic >Isotropic
弹性模量EX＝2.1E5
泊松比PRXY＝0.3
②定义材料的密度DENS
Main Menu >Preprocessor > Material Props > Material Models>density
DENS =7.8E-9
4.实体建模
对于本实例的有限元模型，首先需要建立轮盘的截面几何模型，然后对其进行网格划分，最后通过截面的有限元网格扫描出整个轮盘的有限元模型。具体的操作过程如下。
①创建关键点操作：Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS 列出各点坐标值Utility menu >List > Keypoints >Coordinate only
②由关键点生成线的操作：Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Lines > Lines > In Active Coord
③建立圆角：Preprocessor > Modeling > Create > Lines > Lines > Lines Fillet
④生成面：Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create >Areas >Arbitrary >By Lines（逆时针选线）
5.划分网络
Main Menu >Preprocessor >Meshing >MeshTool
①对全局进行设置。单击Size Controls (尺寸控制区)全局设置项(Global)的Set按钮，将弹出Global Element Sizes单元尺寸全局设置对话框在对话框中输入Element edge Length (单元边长度)为6。
②单击Size Controls (尺寸控制区) Lines (线设置项)的按钮，将弹出Element Size on Picked Lines (在所选线上定义单元尺寸)的拾取对话框。用鼠标左键在图形输出窗口中拾取圆角对应的线。单击ok按钮，将弹出Element Size on Picked Lines (在所选线上定义单元尺寸)对话框，在对话框中输入No. of element divisions (每条线将要分成的单元数)为1，设定圆角处对应的线只分一个单元。(由于是模态分析，只要能反应出需要知道的前几阶模态就行，而不需要知道具体的应力值，所以不需要对此处进行单元细化。)
③对分网进行控制。在分网控制区的Mesh下拉框中选定分网类型为Area (面)，Shape (网格形状)设置为Quad (四边形)，分网方式设置为Free (自由分网)。
④对面进行分网。在MeshTool (分网工具)对话框中单击Mesh按钮，将弹出Mesh Aeras (对面
划分网格)拾取对话框。从图形输出窗口中拾取创建的面，单击ok按钮。完成网格划分。
6. 出整个轮盘的有限元模型
通过将面绕轴旋转成有限元实体模型的功能，将前面建立的轮盘截面有限元网格，围绕定义的旋转轴扫掠成整个轮盘的实体有限元模型。具体的操作过程如下。
①定义旋转轴。可以通过定义旋转轴所在轴线上的两个关键点来，指定旋转轴的位置。Main Menu >Preprocessor >Modeling >Create >Key points >In Active CS
生成两个关键点20、21。关键点20：X,Y,Z位置分别为-10，0，0
关键点21：X,Y,Z位置分别为10，0，0
②设置单元生成选项
Main Menu >Preprocessor >Modeling >Operate >Extrude >Elem Ext Opts，
弹出Element Extrusion Options (单元挤出选项)对话框，在对话框中的Element type number (单元类型序号)下拉框中选择2号单元SOLID45。单元尺寸选项中的分割单元数（V AL1 NO. Elem Divs）设置为18，即在挤压出的每个体上将沿周向被分成18份。拉伸比例为0，保持等截面拉伸。将Clear area(s) after ext (删除原始面)设置为Yes，在挤压的单元完成之后将删除原来的面以及其上的单元。单击ok按钮，完成对单元选项的设置。
③绕轴旋转截面
Main Menu >Preprocessor >Modeling >Operate >Extrude >Areas >About Axis，将弹出Sweep Areas about Axis (绕轴扫描面)的拾取对话框。从图形输出窗口中选择创建好的平面网格，单击拾取对话框中的按钮。然后从图形窗口中选取定义旋转轴的关键点20，21，单击ok按钮，将弹出Sweep Areas about Axis对话框，在对话框中输入旋转角度为(Arc length in degrees)360，No. of volume segments（一周创建体的数目）为4，单击ok按钮。创建如图所示的整个盘的有限元模型。
④观察创建的网格形式。
Utility Menu >Plot >Element，图形窗口中将会显示出由平面网格扫掠而成的实体单元网格情况。存盘，SAVE_DB。至此，完成了创建轮盘有限元模型的所有工作。
7. 节点的坐标变换
根据轮盘的工作情况其约束条件为盘心轴向和周向约束，这种约束条件在直角坐标系下无法定义，而柱坐标下可以非常方便地定义。根据ANSYS程序中坐标系的定义规则，需要将柱坐标系的Z轴和旋转轴重合，Y轴表示转角，X轴表示径向。ANSYS程序提供的全局柱坐标系不满足要求。通常可以有两种办法来解决这个问题：
重新建立一个柱坐标系使其的Z向和旋转轴一致。
具体操作过程如下：
①Utility Menu >WorkPlane >Offset WP by Increments，弹出Offset WP (工作平面偏移)菜单,
拖动Degrees滑动条，将Degrees (旋转角度)值设置为90。单击按钮，使工作平面绕Y 轴正向旋转90度，单击ok按钮，将工作平面的WZ轴和总体坐标系的X轴方向重合，。
②在工作平面原点创建柱坐标系。
Utility Menu >WorkPlane >Local Coordinate Systems >Create Local CS >At WP Origin，将弹出Create Local CS at WP Origin (在工作平面原点创建本地坐标系)对话框，Ref number of new coord sys (新坐标系的参考序号)缺省值为11，一般就使用缺省值，也可自己设定。在Type of coordinate system(坐标系类型)下拉框中选取Cylindrical 1 (柱坐标系),其它设置为缺省值。单
击ok按钮。将完成要求的柱坐标系的创建，并且将新建坐标系定义为当前激活坐标系。
③将所有节点移到当前柱坐标系中。
Main Menu >Preprocessor >Modeling >Create >Nodes >Rotate Node CS >To Active CS将弹出
Rotate Nodes into CS菜单。在菜单中单击按钮，将所有的节点都移到当前激活柱坐标系下。
8. 进行静力分析
由于对轮盘模态的分析需要考虑离心力引起的应力对模态的影响，所以需要先对其进行静力分析，求解出离心力产生的应力，及其对刚度阵的影响，将结果写入数据库文件。有预应力的轮盘静力分析具体过程如下。
①指定分析类型及分析选项
a．Main Menu >Solution >New Analysis→“Static”
b．Main Menu >Solution >Sol’n Controls，将弹出求解控制(Solution Controls)对话框。单击标签“Basic”，在Calculate Prestress effects选项前打“√”。打开预应力选项。单击OK
②定义边界条件和转速
对于本实例分析的轮盘，由安装条件知道其边界条件应该是，在轮盘盘心的节点轴向和周向固定，而径向自由。其离心载荷是由于高速旋转产生的，因此需要在分析时指定轮盘的
旋转速度，具体操作过程如下：
a．将要加载模型放大。在图形窗口中选取盘心部分，对其进行放大，以便在加载时能够准确地选择所要加载的模型元素(本实例为节点)。
b．定义约束Main Menu >Solution >Define Loads >Apply >Structural >Displacement >On Nodes，将弹出Apply U,ROT on Nodes (给节点施加约束)对话框，单击对话框中的Circle单选按钮，选用圆形区域选择方式(因为需要约束的为盘心节点)。将光标移至盘心，按住鼠标左键并拖动光标，在图形窗口中将会出现一个选择用的圆形选择框随光标移动，当圆形框刚好将盘心所有的第一排节点选中，而没有选择第二排节点时，放开按钮。将会将所有盘心的节点选中，后面的约束也将施加在这些节点上。单击ok按钮，将弹出Apply U,ROT on Nodes (给节点施加约束)的对话框，在对话框的DOFs to be constrained (被约束自由度)列表框中选择UY,UZ两个自由度，分别表示对周向和轴向施加约束。在Displacement value (位移约束值)文本框中输入0(缺省值为：0)。
c．定义转速
Main Menu >Solution >Define Loads >Apply >Structural >Inertia >Angular Velocity >Global，将弹出Apply angular velocity (角速度定义)对话框，在对话框中的Global Cartesian X-comp (绕总体坐标系中X轴旋转角速度)文本框中输入1256.64，指定轮盘的旋转速度为1256.64弧度/秒。单击ok按钮，完成对旋转角速度的定义。
存盘SA VE_DB。
③进行求解
Main Menu | Solution | Current LS
9．进行模态分析设定
由于模态分析时位移约束条件和进行静力分析时一样，而静力分析时所定义的转速在模态分析时将被忽略，因此进行模态分析时再不需要重新定义边条，可以直接进入求解菜单进行求解。
①指定分析选项
Main Menu >Solution >Analysis Type >New Analysi s→“Modal”(模态分析)
②分析选型设定
Main Menu >Solution >Analysis Type >Analysis Options
将弹出模态分析选项对话框,在对话框中，指定Mode extraction method (模态提取方法)为Block Lanczos (分块兰索斯法)，并指定No. of modes extract (提取模态的阶数)为10 ,将Expand mode shapes (模态扩展)设置为“YES”,在No. of modes to expand (模态扩展阶数)文本框中输入10。这样ANSYS程序在进行模态求解的同时将完成模态的扩展，不需要再单独进行模态扩展。将Incl prestress effects (预应力效应)设置为“YES”，这样在进行模态分析时ANSYS程序将会把前面静力分析中求解得到的离心力产生的应力对刚度的影响考虑进去。(重要) 单击ok按钮，将会弹出Block Lanczos Method (兰索斯法模态分析选项)对话框，在对话框中对模态提取的范围进行定义，一般定义的范围要求将所关心的所有频率都包含在指定的范围之内，这里指定的值为：Start Freq (开始频率)是0，End Frequency (结束频率)是99999999。单击ok按钮，完成对分析选项的设置。
③进行求解
Main Menu | Solution | Current LS
10. 后处理
①列出固有频率
Main Menu >General Postproc >Results Summary，将列出轮盘的所有求解的固有频率，在文本框里列出了轮盘的前10阶固有频率，可以看出有些频率值相同，这是由于轮盘结构和边条都是对称的，会出现振型和频率相同但相位不同的情况。
②观察解得的模态
本实例中由于设置了对模态进行扩展，所以对于求得的每一阶固有频率，程序同时都求解了其对应的模态振型，来反映在该固有频率时，轮盘的各节点的位移情况。可以利用通用
后处理器方便地对其进行观察和分析，并且可以对各阶模态振型进行动画显示。具体操作过程如下：
a．选取菜单路径Main Menu >General Postproc >Read Results >First Set，选择轮盘第一阶模态。b．选取菜单路径Main Menu >General Postproc >Plot Results >Nodal Solu
选择DOF→
从结果可以看出，轮盘第一阶模态的固有频率为544.004Hz，对应的振型为一阶径。
c．观察第一阶模态的动画显示。
Utility Menu >PlotCtrls >Animate >Deformed Results
选择DOF
图形显示窗口中将会显示本节模态的动画。同时在工作目录下会将生成的动画文件保存下来，以后可以观察。观察完动画显示之后，单击close按钮，关闭动画控制器。
d. 选取菜单路径Main Menu >General Postproc >Read Results >Next Set，选择轮盘第二阶模态。e．选取菜单路径Main Menu >General Postproc >Plot Results >Nodal Solu
选择stress→von Mises→OK
图形窗口中将显示出第二阶模态振型。
f．选取菜单路径Utility Menu >PlotCtrls >Animate >Deformed Results
选择stress→von Mises→OK
图形显示窗口中将会显示二阶模态的动画。
g．对余下的各阶模态重复步骤d～f，可观察到所求解的各阶模态的振型和动画显示。
基于ANSYS workbench六片斜叶圆盘涡轮搅拌器的模态分析
基于ANSYS workbench六片斜叶圆盘涡轮搅拌器的模态分析 六片斜叶圆盘涡轮搅拌器是压力容器中重要的工作部件，其转动速度的大小和稳定直接关系到压力容器的工况能否正常运行，结合UG6.0对相应的六片斜叶圆盘涡轮搅拌器进行简化和实体建模。将简化过的模型导入ANSYS Workbench的模态分析模块，结合相应的预应力分析模块对工况转速条件下的六片斜叶圆盘涡轮搅拌器模态进行分析，分析六片斜叶圆盘涡轮搅拌器的前六阶的模态，通过模态分析得到各阶固有频率和实际工况转速相比较，为研究压力容器的结构优化和振动分析提供了理论基础。 标签：斜叶圆盘涡轮；搅拌轴；ANSYS；模态分析 引言 六片斜叶圆盘涡轮搅拌因其具有循环性能好，动力消耗低等特点，在石油，化工等行业的应用尤为突出。六片斜叶圆盘涡轮搅拌器主要工作部件是一具有离心轮状的圆盘，当搅拌轴转动时，物料沿轮状圆盘的轴向由中心孔进入叶轮，在各小叶片作用下而获离心加速度，向转轴中心流窜产生涡流而达到搅拌混的目的.所以，在实际工况的低速旋转中，整个搅拌器的结构刚度受到转速的影响而发生改变。故对实际工况下的搅拌器子进行模态分析是十分必要的。 1 六片斜叶圆盘涡轮搅拌器的模态分析方法 应用模态分析方法确定搅拌器的动态特性包括固有频率表，振型和稳态响应。利用有限元法求解具有不规则集合搅拌器模态，考虑相应软件中的ANSYS Workbench 的线性模态分析方法，因此结合振动学可知，多自由度无阻尼振动方程为（1）： 2 六片斜叶圆盘涡轮搅拌器的模型建立 参考实际搅拌器尺寸，采用UG6.0 绘制搅拌器的三维实体模型，为提高后期网格质量和结果分析的准确性。仅仅选取搅拌器主体模型。 去除倒角，装配凹槽等细节模型。保留相应的主轴阶梯状结构，为后期施加提供位置标识。 3 六片斜叶圆盘涡轮搅拌器的模态分析 参照搅拌器的实际工况可知，搅拌器由两侧的轴承固定约束，轴承有一定的刚度和阻尼。而在ANSYS Workbench中的模态分析环节，一般选用计算方法的为线性计算方法，即忽略阻尼对搅拌器系统影响，因此对搅拌器系统的轴承处施加圆柱约束，保证搅拌器符合实际工况条件下的约束。参考该搅拌器的额定转速，对整体斜叶圆盘涡轮搅拌器施加相应的旋转速度，该型号的六片斜叶圆盘搅拌器
ANSYS中的模态分析与谐响应分析
ANSYS中的模态分析与谐响应分析 ANS YSH勺模态分析与谐响应分析 作者：未知时间：2010-4-15 8:59:49 模态分析是分析结构的动力特性，与结构受什么样的荷载没有关系，只要给定了质量、弹性模量、泊松比等材料参数，并施加了边界约束就可以得到此状态下的各阶自振频率和振型（也称为模态）。 谐响应分析是分析结构在不同频率的简谐荷载作用下的动力响应，是与结构所受荷载相关的，只是结构所受荷载的都是简谐荷载，而且荷载频率的变化范围在谐响应分析时要给出来。 比如，在ANSYS皆响应分析中要给出这样的语句 FK,3,FX,7071,7071!指定点荷载的实部和虚部（或者幅值和相位角） HARFRQ,0,2.5,!指定荷载频率的变化范围，也就是说只分析结构所 受频率从0到2.5HZ之间的荷载 NSUBST,100,!指定频率从0到2.5之间分100步进行计算
这样，结构所受的这个点荷载的表达式实际上是 F=（7071+i*7071）*exp（i*omiga*t） !式中omiga 从0 到 2.5*2* 3.1415926 变化 分析得到结果是各点物理量随频率变化的，但物理量的值一般为复数，包括实部的虚部，这可以从后处理LIST吉点值看出来。 个人认为进行谐响应分析并不一定要先进行模态分析（也叫振型分析、振型分解等），而直接进行谐响应分析后查看吉构的物理量随频率变化曲线时也会看到在吉构的自振频率处响应会放大（共振）。如果已经进行过模态分析的话，会发现谐响应分析时的共振频率和模态分析提到的自振频率是一致的。但有些时候模态分析中得到的有些频率在谐响应分析的频响曲线里可能很不明显。因此，只能说在谐响应分析前进行一下模态分析可以对吉构的自振特性有个了解，以便验证谐响应分析吉果是否合理。 另外，谐响应分析应该是频域分析方法的一个部分。对于相地震那样 的时间过程线，直接进行时域分析（ANS YS!用暂态分析）可得到结构随时间的响应。而如果进行频域分析，就应该通过傅立叶变换把时域地震曲线变为由多个简谐荷载的叠加，然后再以此简谐荷载做为谐响应分析时的荷载进行谐响应分析，最后再对谐响应分析得到的结果进行傅立叶逆变换得到时域的结果。不知道这种理解是否正确，我也没有用ANS丫磁样做过。如果正
ANSYS模态分析详细解释
Ansys模态分析详细论述 1、有限元概述 将求解域分解成若干小域，有限元模型由单元组成，单元之间通过节点连接，并承受载荷，节点自由度是随着连接该点单元类型变化的。 1.1分析前准备 （1）研读相关理论基础； （2）参考别人的分析方法和思路； （3）考虑时间和设备，做适当的简化假设，设定条件、材料并决定分析方式；（4）了解力学现象、分析关键位置并预先评估。 1.2 Von Mises 应力 Von Mises 应力是非负值，应力表达式可表示为： 1.3结果的分析 （1）建立疏密不同的三至五种网络，选择适中密度，不能以存在应力集中点处的结果做对比； （2）检验网格，分析结果的合理性，选择安全系数，并且要分析应力集中的真实性与危险性。 （3）接触收敛速度的提高：在不影响结构的前提下，控制或减少接触单元生成数目，并采用线性搜索，与打开自适应开关来提高收敛速度。 2、模态分析中的几个基本概念 物体按照某一阶固有频率振动时，物体上各个点偏离平衡位置的位移是满足一定的比例关系的，可以用一个向量表示，这个就称之为模态。模态这个概念一般是在振动领域所用，可以初步的理解为振动状态，我们都知道每个物体都具有自己的固有频率，在外力的激励作用下，物体会表现出不同的振动特性。2.1主要模态 一阶模态是外力的激励频率与物体固有频率相等的时候出现的，此时物体的振动形态叫做一阶振型或主振型；二阶模态是外力的激励频率是物体固有频率
的两倍时候出现，此时的振动外形叫做二阶振型，以依次类推。一般来讲，外界激励的频率非常复杂，物体在这种复杂的外界激励下的振动反应是各阶振型的复合。模态是结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。有限元中模态分析的本质是求矩阵的特征值问题，所以“阶数”就是指特征值的个数。将特征值从小到大排列就是阶次。 实际的分析对象是无限维的，所以其模态具有无穷阶。但是对于运动起主导作用的只是前面的几阶模态，所以计算时根据需要计算前几阶的。一个物体有很多个固有振动频率（理论上无穷多个），按照从小到大顺序，第一个就叫第一阶固有频率，依次类推。 所以模态的阶数就是对应的固有频率的阶数。振型是指体系的一种固有的特性。它与固有频率相对应，即为对应固有频率体系自身振动的形态。每一阶固有频率都对应一种振型。振型与体系实际的振动形态不一定相同。振型对应于频率而言，一个固有频率对应于一个振型。按照频率从低到高的排列来说，有第一振型，第二振型等等，此处的振型就是指在该固有频率下结构的振动形态，频率越高则，振动周期越小。在实验中，我们就是通过用一定的频率对结构进行激振，观测相应点的位移状况，当观测点的位移达到最大时，此时频率即为固有频率。实际结构的振动形态并不是一个规则的形状，而是各阶振型相叠加的结果。 固有频率也称为自然频率(natural frequency)。物体做自由振动时，其位移随时间按正弦或余弦规律变化，振动的频率与初始条件无关，而仅与系统的固有特性有关（如质量、形状、材质等），称为固有频率，其对应周期称为固有周期。物体做自由振动时，其位移随时间按正弦规律变化，又称为简谐振动。简谐振动的振幅及初相位与振动的初始条件有关，振动的周期或频率与初始条件无关，而与系统的固有特性有关，称为固有频率或者固有周期。 物体的频率与它的硬度、质量、外形尺寸有关，当其发生形变时，弹力使其恢复。弹力主要与尺寸和硬度有关，质量影响其加速度。同样外形时，硬度高的频率高，质量大的频率低。一个系统的质量分布，内部的弹性以及其他的力学性质决定。 2.2模态扩展
基于ANSYS的接触模态分析技术
基于ANSYS的接触模态分析技术
模态分析 定义：模态分析用于确定设计结构的振动特性（固有频率和振型），他们是承受动载荷的结构设计中的重要参数。同时，也是瞬态分析、谐响应分析，谱分析的的起点。 模态分析是一种线形分析，任何非线性均被忽略，可以进行有预应力的模态分析。 模态提取方法： 1.block lanczos（分块兰索斯法）适用于大型对称特征值求解问题 2.subspace（子空间法）适用于大型对称特征值求解问题 3.powerdynamics法，用于大模型。 4.reduced（缩减法）速度快，精度低 等等...... 模态分析的基本步骤 1.建模 2.加载及求解 3.扩展模态 4.结果后处理 （1）模型的建立 只有线性行为是有效的；必须指定ex和dens，非线性行为被忽略。 （2）加载及求解 1.指定分析类型为模态分析。restar是无效的，若施加不同的边界条件，须重做分析。 mode extraction method（模态提取方法） no.of modes to extract（模态提取阶数）该项对除缩减法以外的方法都是必须的。
no.of modes to expend（模态扩展数）次项只在采用缩减法，非对称法，阻尼法时要求设置。若要得到单元求解结果，则无论采用何种模态提取方法都需要打开“calculate elem results”项。 use lumped mass approx？（质量矩阵形成方式），一般采用默认，有梁或壳单元，采用集中质量矩阵会有很好的结果。 incl prestress effect？（预应力影响计算） 2.定义主自由度 当采用缩减法，提取模态时，要定义主自由度mdof，mdof选取的规则是：选取至少是感兴趣的模态阶数的倍数个mdof（个人认为相当于pkpm中的振型个数）。 3.模型上加载 在典型的模态分析中唯一有效的荷载是零位移约束，其他的荷载形式将被忽略。 4.指定荷载步选项 唯一可用的荷载步选项，为阻尼选项。 阻尼只在用damped法提取模态时有效。若果在模态分析后要进行单点响应谱分析，则在无阻尼模态分析中可以指定阻尼，虽不影响特征值的解，但它将被用于计算每个模态的有效阻尼比，此阻尼比将用于计算谱产生的响应。 5.求解 （3）模态扩展 “扩展模态”不仅适用reduce法提取的缩减振型，也适用其他方法得到的完整振型。要在后处理中观察振型，必须先扩展之。 具体操作如下： 1.打开expansion pass选项 solution/analysis type/expansion pass 2.指定模态扩展选项 solution/load step opts/expansionpass/single expand/expand modes
ANSYS大变形预应力模态分析
ANSYS大变形预应力模态分析 (2012-08-21 10:49:31) 转载▼ 分类：有限元软件-ansys ANSYS大变形预应力模态分析 一、原理 大变形预应力模态分析用于计算高度变形后结构的固有频率和振型，即在荷载作用下，结构的变形非常大(考虑几何非线性影响)，需要考虑结构变形及其应力对固有频率和振型的影响。此时的模态分析与预应力模态分析过程基本相同，但特征值的求解用PSOLVE命令而不是SOLVE。 二、分析步骤 1、建模 同常规建模 2、静力分析 /SOL antype,static !定义静力分析 NLGEOM,ON ！打开大变形效应 PSTRES,ON ！打开预应力效应（某些情况下使用SSTIF,ON可帮助收敛）EMATWRITE,YES ！写出EMAT文件，这是PSOLVE求解所必须的文件 ....... SOLVE FINISH 3、模态分析 /SOL antype,modal !定义模态分析 UPCOORD,1,ON ！修正坐标以得到正确的应力，同时将位移清零 ！！！！Modifies the coordinates of the active set of nodes, based on the current displacements. PSTRES,ON ！打开预应力效应（某些情况下使用SSTIF,ON可帮助收敛）MODOPT..... MXPAND..... PSOLVE,EIGxxxx !求解特征值（频率）和特征向量（振型）等。 ！！！可采用与MODOPT命令相匹配的EIGLANB,EIGFULL,EIGUNSYM,EIGDAMP等。FINISH 4、模态扩展 /SOL EXPASS,ON !指定模态扩展 PSOLVE,EIGEXP ！特征向量扩展（振型） FINISH 三、算例 以前面已分析的悬臂梁为例，在恳臂端作用一6000kN的轴向压力和1000kN的竖向力，对该结构进行大变形预应力模态分析。从分析结果可知，一般模态分析、预应力模态分析、大变形预应力模态分析的一阶频率为分别为6．982HZ、1．967HZ、4．774HZ，可见存在较大的差别。 ！1、建模，施加边界条件与荷载
基于ANSYS经典界面的偏心圆盘启动的转子动力学分析-2
基于ANSYS经典界面的偏心圆盘启动的转子动 力学分析－２ 这是＜基于ANSYS经典界面的偏心圆盘启动的转子动力学分析－１＞的续篇，为方便阅读，重抄题目如下． 【问题描述】 一个转子如下图所示。 该转子两端简支，在距离下端三分之一处有一个轴承支撑；而在距离上端三分之一处有一个刚性圆盘，该圆盘存在一个偏心质量。 现在该转轴从静止开始转动，经过４秒转速达到５０００ＲＰＭ。要求对该转子的启动过程进行仿真，考察偏心圆盘所在处的轴位移和弯曲应力随时间变化的过程。 其它已知条件如下：
（１）几何参数 轴的长度: 0.4 m 轴的半径: 0.01 m （２）圆盘的惯性参数: 质量= 16.47 kg 惯性矩(XX,YY) = 9.47e-2 kg.m2 惯性矩(ZZ) = 0.1861 kg.m2 偏心质量(0.1g)位于圆盘上，距离轴心的距离为0.15 m . （３）材料参数： 弹性模量(E) = 2.0e+11 N/m2 泊松比(υ) = 0.3 密度= 7800 kg/m3 《注》该算例来自于ANSYS APDL转子动力学部分的帮助实例。 【问题分析】 １.这是一个瞬态动力学问题。 ２.该瞬态动力学问题要考虑科里奥利效应，因此在分析中要打开coriolis开关。 ３.使用ＢＥＡＭ１８８建模转子，使用ＭＡＳＳ２１建模圆盘，使用两个一维的弹簧单元ＣＯＭＢＩＮ１４建模轴承，对这两个弹簧设置不同的刚度，以模拟非轴对称的轴承。 ４.轴上所有节点限制轴向位移以及围绕轴转动的位移。轴的两个端点进一步限制住所有平移，而代表轴承与机架连接的ＣＯＭＢＩＮ１４的机架端节点位移全固定。
ansys作业
目录 问题描述 (2) ANSYS分析步骤 (3) 加载并求解 (14) 结果分析 (18) 建议和体会 (24)
一、问题描述 在旋转机械中通常会遇到轴与轴承、轴与齿轮、轴与盘连接的问题，根据各自的不同情况可能有不同的连接形式。但大多数连接形式中存在过盈配合，也就是涉及到接触问题的分析。这里以某转子中轴和盘的连接为例，分析轴和盘的配合应力以及将轴从盘中拔处时盘轴连接处的应力情况。 本实例的轴为一等直径空心轴，盘为等厚度圆盘，其结构及尺寸如图1所示。由于模型和载荷都是轴对称的，可以用轴对称方法进行分析。这里为了后处理时观察结果更直观，我们采用整个模型的四分之一进行建模分析，最后将其进行扩展，来观察整个结构的变形及应力分布、变化情况。盘和轴用同一种材料，其性质如下： 图1.盘轴结构图 二、ANSYS分析步骤 2.1 设置分析标题 首先我们通过完成如下工作来建立本实例的有限元模型，需要完成的工作有：指定分析标题，定义单元类型，定义材料性能，建立结构几何模型、进行网格划分等。根据本实例的结构特点，我们将首先建立代表盘和轴的两个1/4圆环面，然后对其进行网格划分，得到有限元模型。 本实例为进行如图1所示的盘轴结构的接触分析，属于非线性结构分析范畴。跟前面实例一样，为了在后面进行菜单方式操作时的方便，需要在开始分析时就
指定本实例分析范畴为“Structural”。本实例的标题可以命名为：“Analysis of a Axis Contacting a hole in a Disc”，具体的操作过程如下： 1.选取菜单路径Utility Menu | File | Change Jobname，将弹出Change Jobname (修改文件名)对话框，如图2所示。在Enter new jobname (输入新文件名)文本框中输入文字“CH20”，为本分析实例的数据库文件名。并单击New log and error files (新的日志和错误文件)单选框，使其变为“Yes”，为本实例的分析过程创建新的日志。单击按钮关闭对话框，完成文件名的修改。 图2. 修改文件名对话框 2．选取菜单路径Utility Menu | File | Change Title，将弹出Change Title (修改标题)对话框，如图3所示。在Enter new title (输入新标题)文本框中输入文字“Analysis of a Axis Contacting a hole in a Disc”，为本分 析实例的标题名。单击按钮，完成对标题名的指定。 图3. 修改标题对话框 3．选取菜单路径Utility Menu | Plot | Replot，指定的标题“Analysis of a Axis Contacting a hole in a Disc”将显示在图形窗口的左下角(图略)。 4．选取菜单路径Main Menu | Preference，将弹出Preference of GUI Filtering (菜单过滤参数选择)对话框。单击Structual(结构)选项使之被选中，以将菜单设 置为与结构分析相关的选项。单击按钮关闭，完成分析范畴的指定。2.2 定义单元类型 本实例分析的问题中涉及到大变形，故选用Solid185单元类型来建立本实例的模型。本接触问题属于面面接触，目标面和接触面都是柔性的，将使用接触单元TARGE170和CONTA174来模拟接触面。接触单元在分析过程中使用接触向导时可以自动添加，这里就不再添加。下面为定义单元类型的具体操作过程。 1．选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete， 将弹出Element Types (单元类型)对话框。单击对话框中的按钮，将弹出
ANSYS模态分析实例
ANSYS模态分析实例 ANSYS模态分析是一种用于计算和预测结构的固有频率和振动模态的方法。模态分析可用于确定结构的固有频率、振动模态形状和模态质量，并且在设计和优化过程中具有广泛的应用。下面将通过一个实例来介绍如何使用ANSYS进行模态分析。 假设我们有一个简单的悬挑梁结构，长度为L，截面积为A。我们的目标是计算该结构的固有频率和模态形状。 第一步是创建模型。使用ANSYS的建模工具，我们可以创建一个简单的悬挑梁结构。设置结构的几何尺寸和材料属性（如悬挑梁的长度、截面积以及材料的弹性模量等）。 第二步是设置边界条件。在模态分析中，我们需要定义结构的固定边界条件，以模拟实际应用中的约束情况。对于悬挑梁结构，我们可以指定其一个端点固定。 第三步是应用模态分析。在ANSYS中，我们可以选择适当的模态分析方法。常用的方法包括隐式和显式求解器。我们可以选择其中一种方法，并设置分析的参数，如求解器的精度和迭代次数等。 第四步是进行计算和分析。启动计算后，ANSYS将计算结构的固有频率和模态形状。计算结果将显示为结构的振动模态和对应的频率。通过分析不同的模态，我们可以了解结构的振动行为和不同模态之间的关系。 第五步是结果分析和优化。分析得到的结果后，我们可以对结构进行优化。通过调整结构的几何形状、截面积或材料属性等参数，我们可以改变结构的固有频率和模态形状，以满足特定应用需求。
总结： 以上是使用ANSYS进行模态分析的简要步骤。通过模态分析，我们可以了解结构的振动特性，并优化结构以避免共振和振动问题。ANSYS提供了强大的工具和功能，可帮助工程师进行模态分析和改进结构设计。在实际应用中，模态分析对于航空航天、建筑工程和汽车工程等领域都有重要的应用价值。
ansys模态分析详解
ANSYS动力学分析指南 作者: 安世亚太 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<
基于ANSYS的弹性支承的悬臂转盘-轴承系统模态分析
基于ANSYS的弹性支承的悬臂转盘-轴承系统模态分析 孔凡亮;何涛;任晓庆 【摘要】针对悬臂转盘系统在高速旋转时的振动、不稳定等现象,建立弹性支承悬臂转盘-轴承系统动力学模型并计算理论临界转速,应用ANSYS有限元软件对带有预应力的转盘-轴承系统进行了模态分析,分析转盘系统额定转速、轴承支承刚度、轴承间跨度和转盘厚度对转盘-轴承系统固有频率的影响,得到了各阶固有频率和固有振型.结果显示:额定转速和轴承支承刚度是影响转盘-轴承系统模态参数的主要因素,在相同工况条件下,同阶固有频率与额定转速成一元三次方程变化.同时转盘系统固有频率都随着额定转速和轴承支承刚度的增大而增大. 【期刊名称】《轻工机械》 【年(卷),期】2015(033)004 【总页数】4页(P93-96) 【关键词】转盘-轴承系统;模态分析;ANSYS有限元分析软件;固有频率 【作者】孔凡亮;何涛;任晓庆 【作者单位】上海工程技术大学机械工程学院,上海201620;上海工程技术大学机械工程学院,上海201620;上海工程技术大学机械工程学院,上海201620 【正文语种】中文 【中图分类】TH113.1 旋转机械在设计时经常采用悬臂式转子类型。目前我国悬臂转子主要应用于非标产品中。由于受到客观条件的制约，人们对旋转转盘往往依靠经验进行加工，其结果
与设计要求相差甚远[1]。在此类系统中由于有的悬臂盘采用非金属材料，抗干扰能力差，容易引起机械振动，造成悬臂转子系统的不稳定[2]。 本文针对一弹性支承悬臂转盘-轴承系统，建立动力学模型，运用有限元模态分析方法，分析影响其振动参数固有频率的因素，从而为提高悬臂旋转机械工作的稳定性，提高其机械性能创造条件。此项研究不仅具有理论意义，而且具有一定的工程价值[3]。 对于一个实际连续的圆盘系统，经离散化后就变成一个多自由度系统。根据弹性力学有限单元理论对于一个N自由度线性弹性系统，其通用基本动力学运动方程为其中，M、C和K分别为n×n阶的质量、阻尼和刚度矩阵，和Q为广义坐标、广义速度、广义加速度和广义力的n维向量。 不计偏心量，得到稳态自由运动微分方程： 其中M、I和K为转子系统质量矩阵、转子转动惯量和转子刚度矩阵，i、 Qi(i=1,2)为广义坐标、广义速度、广义加速度和广义力列向量。 由公式(2)经过一系列的变换可求得 其中ω为转盘临界角速度。 由上式结合弹性支承悬臂转子-轴承系统结构参数如图1所示。 其中转盘质量为3.6 kg，轴质量为0.1 kg，圆盘转动惯量为0.22 kg·m2，轴承质量为0.1 kg，轴承跨度为0.1 m，悬臂长为0.04 m,转轴弹性模量1.96E11 N·m-2，转轴横截面惯性矩4E-8 N·cm-2,轴承刚度为24 180 N·mm-2，求得临界角速度为ω=66.974 rad·s-1,则临界转速nc=60ω/2π=639.89 r·min-1。 本文采用Pro/E三维建模软件绘制实际的转盘-托盘-轴承转子模型。其中转盘为非金属材料电木板。应用ANSYS有限元分析软件对大直径非金属高速转盘建立实体模型，其几何参数和材料模型如表1所示。 为了节省计算时间，对圆盘进行了必要的简化去掉模型中较小的倒角和圆角[4]。
圆盘建模APDL命令
下面是上图所示的圆盘用ANSYS建模的命令流FINISH /CLEAR,START /FILNAME,CAD7,0 /TITLE,CAD7 /VIEW, 1 ,,,1 /ANG, 1 /PNUM,KP,1 /PNUM,LINE,1 /PNUM,AREA,1 /NUMBER,0 /PREP7 K,1,2,0,0, K,2,2,3,0, K,3,4,3,0, K,4,5,1,0, K,5,15,1,0, K,6,16,6,0, K,7,17,6,0, K,8,17,0,0, K,9,0,0,0, K,10,0,5,0, LSTR,1,2 LSTR,2,3 LSTR,3,4
LSTR,4,5 LSTR,5,6 LSTR,6,7 LSTR,7,8 LSTR,8,1 LFILLT,2,3,0.5, , LFILLT,3,4,0.5, , LFILLT,4,5,0.5, , LFILLT,5,6,0.5, , /VIEW, 1 ,1,1,1 /ANG, 1 AL,ALL VROTA T,1, , , , , ,9,10,60,1, /PNUM,KP,1 /PNUM,LINE,1 /PNUM,AREA,1 /PNUM,VOLU,1 /NUMBER,1 WPSTYLE,,,,,,,,1 wprot,0,-90,0 *AFUN,DEG CYL4,10*COS(30),10*SIN(30),2, , , ,1 VSBV,1,2 CSWPLA,11,1,1,1, VGEN,6,3, , , ,60, , ,0 CSYS,0 VSYMM,Y,ALL, , , ,0,0 NUMMRG,KP, , , ,LOW SA VE FINISH ! /EXIT,NOSAV
ANSYS有限元教程经典20例
ANSYS有限元教程经典20例 ANSYS有限元分析软件是一种常用的工程仿真软件，被广泛应用于各个领域，包括机械工程、航空航天、建筑工程、汽车工程等。在学习和使用ANSYS软件时，经典的有限元教程是必不可少的参考资料。下面将介绍ANSYS有限元教程的经典20例。 1.梁的静力分析：通过建立一个简单的梁模型，了解如何在ANSYS软件中进行静力分析，包括加载、边界条件和求解结果。 2.杆件的稳定性分析：通过建立一个杆件模型，学习如何进行稳定性分析，包括杆件的屈曲载荷计算和临界挤压载荷的求解。 3.圆盘的热传导分析：掌握如何对圆盘进行热传导分析，了解温度场分布和热流量传递的计算方法。 4.圆环的热膨胀分析：学习如何对圆环进行热膨胀分析，包括热应变场的计算和应力分布的求解。 5.空气透镜的光学分析：了解如何对空气透镜进行光学分析，包括折射率的计算和光线传播路径的模拟。 6.齿轮的接触应力分析：学习如何对齿轮进行接触应力分析，包括齿轮接触区域的模拟和接触应力的计算。 7.悬臂梁的模态分析：了解如何对悬臂梁进行模态分析，包括固有频率的计算和振型的确定。 8.悬臂梁的谐响应分析：学习如何对悬臂梁进行谐响应分析，包括外加振动载荷的模拟和悬臂梁的振动响应的计算。
9.悬臂梁的动力响应分析：掌握如何对悬臂梁进行动力响应分析，包括外加冲击载荷的模拟和悬臂梁的冲击响应的计算。 10.矩形板的模态分析：了解如何对矩形板进行模态分析，包括固有频率的计算和振型的确定。 11.矩形板的振动响应分析：学习如何对矩形板进行振动响应分析，包括外加振动载荷的模拟和矩形板的振动响应的计算。 12.矩形板的冲击响应分析：掌握如何对矩形板进行冲击响应分析，包括外加冲击载荷的模拟和矩形板的冲击响应的计算。 13.圆管的热传导分析：了解如何对圆管进行热传导分析，包括温度分布和热流量传递的计算。 14.圆管的热对流分析：学习如何对圆管进行热对流分析，包括对流换热系数的计算和热流量传递的模拟。 15.圆管的热辐射分析：掌握如何对圆管进行热辐射分析，包括辐射传热率的计算和热流量传递的模拟。 16.圆板的自由振动分析：了解如何对圆板进行自由振动分析，包括固有频率的计算和振型的确定。 17.圆环的热应力分析：学习如何对圆环进行热应力分析，包括热应变场的计算和应力分布的求解。 18.圆环的模态分析：掌握如何对圆环进行模态分析，包括固有频率的计算和振型的确定。 19.燃烧室的流体力学分析：了解如何对燃烧室进行流体力学分析，包括流速场分布和压力分布的计算。
ANSYS在模态分析中的应用
模态分析技术作为结构动力学中的一种“逆问题”分析方法从$& 世纪S& 年代后期发展至今已经有’& 多年的历史了。模态分析的经典性定义是：将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标，使方程组解耦，成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程，以便求出系统的模态参数。模态分析的理论基础是在机械阻抗与导纳的概念上发展起来的，机械阻抗的概念早在$& 世纪N& 年代就已经形成，经过几十年的发展其理论及方法已经较为完整。特别是近%& 余年来，模态分析理论吸取了有限元方法、结构动力学理论、信号分析、数据处理、数理统计及控制理论中的有关知识，并与/*1 技术结合起来，形成了一套独特的理论，为模态分析及参数辨识技术的发展奠定了理论基础。由于模态分析技术的迅猛发展，无论是理论基础还是实际应用都愈趋成熟。目前这一技术已经被广泛应用于实际工程中的振动问题，如航空、航天、机械、船舶、建筑、土木、水利、医药等。模态分析主要是研究结构或机器部件的振动特性，得到结构的固有频率和振型。振动现象是机械结构经常需要面对的问题之一，由于振动会造成结构的共振或疲劳从而破坏结构，所以必须了解结构的固有频率和振型，避免在实际工况中因共振因素造成结构的损坏，对复杂结构进行精确的模态分析将为评价现有结构的动态特性、诊断及预报结构系统的故障、新产品的动态性能的预估及优化设计提供科学的依据。 在实际工程中动载荷)（#）主要分为以下几类［$］： 周期载荷：这类载荷随时间周期性变化，机器转动部分引起的载荷常属于这一类； 冲击载荷：这类载荷在很短的时间内，载荷值急剧增大或急剧减小。各种爆炸载荷属于这一类；随机载荷：如果载荷在将来任一时刻的数值无法事先确定，则称为非确定性载荷，或称为随机载荷。地震载荷和风载荷是随机载荷的典型例子。 的结构动力学分析中!（"）包括四种： （)）模态分析：!（"）* "； （+）谐响应分析：!（"）为周期载荷； （$）瞬态动力学分析：!（"）为冲击载荷； （,）谱分析：!（"）为随机载荷。 下面将运用%&’(’ 对主轴箱进行模态分析，由于 其结构阻尼较小，可忽略其对固有频率和振型的影响。 %&’(’ 的模态分析过程包括四个步骤： （)）建立模型：指定项目名称和分析标题，然后在前处理中定义单元类型、单元实常数、材料性质和模型几何性质； （+）加载及求解：定义分析类型和分析选项，施加载荷，进行固有频率的有限元计算，在模态分析中唯一有效的载荷是零位移约束； （$）扩展模态：将振型写入结果文件，只有扩展模态后才能在后处理中看到振型； （,）后处理：经过扩展模态后，模态分析的结果包括固有频率、扩展的模态振型、相对应力和力分布将被写入到结构分析结果文件中去。 %&’(’ 提供了1 种模态提取方法［,］： （)）子空间迭代法（’;<-=>?@）：用于求解特征值对称的大矩阵问题； （+）分块法（AB5?C D>/?E5-）：也可用于以上的问题求解，收敛速度更快； （$）25F@G 8H/>I.? 法。用于非常大的模型（超过)"" """ 个自由度），主要是用在求解结构的前几阶模态以了解模型特征的问题； （,）缩减法（J@K;?@K）：采用缩减的系统矩阵来求解，较子空间迭代法速度快，但准确性要差一些。使用缩减法时，必须仔细选择主自由度，主自由度选择的不当可能导致不正确的质量分布和不正确的特征值； （0）非对称矩阵法（L/-HII@6G.?）：用于求解模型生成的刚度矩阵、质量矩阵存在不对称的问题；（1）阻尼法：有些问题阻尼不能忽略，阻尼法允许在结构中包含阻尼因素。 模态分析主要是研究结构或机器部件的振动特性，得到结构的固有频率和振型。
基于ansys的旋转圆盘的有限元分析
基于ansys的旋转圆盘的模态分析 班级：12研5班 学号：2012103117 姓名：孟欣 2013年6月23日
基于ansys的旋转圆盘的有限元分析 学号：2012103117 姓名：孟欣 摘要：是广泛应用于旋转机械装置中的基本结构元件，圆盘在高速旋转状态下会表现出与低速或非旋转状态下迥异的力学性能。本文简要介绍了有限元法的基本思想、模态分析基本理论以及ANSYS 模态分析的步骤。利用ANSYS对旋转圆盘进行模态分析，得到相应的分析结果，为进一步研究提供了依据。 关键字：有限元法；旋转圆盘；ansys；模态分析 一．引言 1．有限元法概述 有限元法是当今解决工程问题和数学物理问题中应用最广泛的数值计算方法，由于它具有对复杂几何构形的适应性，对各种物理问题的可应用性，建立在严格理论上的可靠性和适合计算机实现的高效性等特点，受到数学界和工程界的高度重视，现在已经发展成为CAD 和CAM的重要组成部分。 有限元法的基本思想是：把一个连续的结构化分成有限多个离散结构彼此只在有限个节点处相互连接的、有限大小的单元组合体来研究，作为真实结构的近似力学模型。以后所有的分析计算就在这个离散的结构上进行。有限元法之所以能够求解结构任意复杂的问题，并且计算结果可靠、精度高，其中原因之一在于它具有丰富的单元库，能够适应于各种结构的简化，从而能够非常方便地用有限元模型来描述分析对象。 2．ANSYS 模态分析 ANSYS 软件是一个融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件，拥有丰富和完善的单元库、材料模型库和求解器，保证了它能高效地求解各类结构问题，其良好的图形界面和程序结构，交互式的前后处理和图形软件，大大地减少了用户在创建模型、有限元求解以及结果分析和评价中的工作量。ANSYS 环境下的模态分析是一个线性分析。模态分析用于确定设计中的结构或机器部件的振动特性，它是承受动态载荷结构设计中的重要参数，为进一步改进结构设计和深入研究提供理论依据。模态分析的主要作用有以下3 点：一是使结构避免共振或按特定频率进行振动；二是了解结构对不同类型动力载荷的响应；三是有助于在其它动力学分析中估算求解控制参数。在很多场合，模态分析都起到举足轻重的作用。 二．ANSYS 模态分析的具体步骤如下：) (1) 建立有限元模型： ①定义单元类型和材料属性：在前处理中定义单元类型、单元实常数、材料性质。
ANSYS模态分析_圆盘
高速旋转轮盘模态分析 在进行高速旋转机械的转子系统动力设计时，需要对转动部件进行模态分析，求解出其固有频率和相应的模态振型。通过合理的设计使其工作转速尽量远离转子系统的固有频率。而对于高速部件，工作时由于受到离心力的影响，其固有频率跟静止时相比会有一定的变化。为此，在进行模态分析时需要考虑离心力的影响。通过该实验掌握如何用ANSYS进行有预应力的结构的模态分析。 一．问题描述 本实验是对某高速旋转轮盘进行考虑离心载荷引起的预应力的模态分析，求解出该轮盘的前5阶固有频率及其对应的模态振型。轮盘截面形状如图所示，该轮盘安装在某转轴上以12000转/分的速度高速旋转。相关参数为：弹性模量EX＝2.1E5Mpa，泊松比PRXY＝0.3，密度DENS＝7.8E-9Tn/mm3。 1-5关键点坐标： 1(-10, 150, 0)
2(-10, 140, 0) 3(-3, 140, 0) 4(-4, 55, 0) 5(-15, 40, 0) 6(-15, 12, 0) R5=3 二．分析具体步骤 1. 定义工作名、工作标题、过滤参数 定义工作名：Utility menu > File > Jobname 工作标题：Utility menu > File > Change Title（姓名） 2. 选择单元类型 本实验将选用六面体结构实体单元来分析，但在建模过程中需要使用四边形平面单元，所有需要定义两种单元类型：PLANE42和SOLID45，具体操作如下： Main Menu >Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete “ Structural Solid”→“ Quad 4node 42” →Apply（添加PLANE42为1号单元） “ Structural Solid”→“ Solid 45” →ok（添加六面体单元SOLID45为2号单元）
ansys操作步骤意义大全
ANSYS 提供的前处理器主要进行单元选用、材料定义、创建CAD模型和划分单元网格，最终得到一个完整正确的有限元单元网格模型；求解器用于选择分析类型、设置求解选项施加载荷并设置载荷步选项，最后执行求解得到求解结果文件；后处理器包括通用结果后处理器POST1和时间里程后处理器POST26两种用于分析处理求解所得结果文件中的结果数据，其中通用结果后处理器POST1用于处理对应时间点的总体模型结果，时间历程后处理器POST26则是用于处理某时间或频率范围内某位置点上结果项变化过程。 ●删除局部坐标系 GUI：Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Delete Local CS 每次定义完一个局部坐标系后，它自动被激活成当前坐标系。 激活坐标系的方法：Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Specified Coord Sys 坐标系的对齐定位变换 该变换是分三种情况：第一种：利用已定义的三个关键点、节点或指定位置点确定XOY 平面，并依次定义坐标原点、X轴及其方向和Y轴方向，Z轴通过右手法则自动确定，对应下列的前 3 个菜单；第二种：将工作平面原点定位到指定直线上，并使工作平面垂直于该直线，对应下列的第4个菜单；第三种：使工作平面与指定坐标系完全重合，对应下列最后3个菜单。 Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Keypoints Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Nodes Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>XYZ Locations Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Plane Normal to Line Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Active Coord Sys Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Global Cartesian Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Specified Coord Sys ●定义单位 / units，label （label为用户可以定义的单位，包含SI < 国际制单位>、BFI<以英尺为基础的单位>以及USER<用户自定义单位，ansys默认设置> ★定义单元类型 在建模之前必须定义单元类型，单元类型决定了单元的自由度数和单元位于二维还是三维空间。如BEAM3有3个自由度（UX、UY、ROTZ）是一个二维弹性梁单元，SHELL63有6个自由度（UX、UY、ROTX、ROTY、ROTZ），是一个三维弹性壳单元。 ●定义单元实常数 实常数指某一单元的补充几何特性，如单元的厚度、梁的横截面积和惯性矩等，指定了单元类型之后应根据单元类型指定相应的实常数。 Command：R ●图形窗口的设置 图形窗口中字体的设置： GUI: Utility Menu→PlotCtrls→Font Controls→LegendFont 图形窗口的显示颜色：(反色) GUI：Utility Menu→PlotCtrls→Styl e→Corlo r→VeverseVideo 分解图形窗口： GUI：Utility Menu→PlotCtrls→Multi-Window Layout 图形窗口的显示设置： GUI：Utility Menu→PlotCtrls→Window Controls（View Setting）