模型飞机机翼模态分析

ANSYS实例分析

——模型飞机机翼模态分析

问题描述

如图所示为一模型飞机机翼，其长度方向横截面形状一致，机翼的一端固定在机体上，另一端为悬空自由端，试对机翼进行模态分析并显示机翼的模态自由度。

机翼材料参数：弹性模量EX=30GPa；泊松比PRXY=0.26；密度DENS=158kg/m3。

机翼几何参数：A(0，0)；B(2，0)；C(2.5，0.2)；D(1.8，0.45)；E（1.1，0.3）。

问题分析

该问题属于动力学中的模态分析问题。在分析过程分别用直线段和样条曲线描述机翼的横截面形状，选择PLANE82和SOLID45单元进行求解。

求解步骤

第一步：定义工作文件名和工作标题。定义工作文件名为wings；定义工作标题为 MODAL ANALYSIS OF A MODEL AIRPLANE WING。

第二步：定义单元类型。指定PLANE82和SOLID45单元进行求解。

第三步：定义材料性能参数。输入材料弹性模量30GPa，密度1580kg/m3，泊松比0.26。

第四步：创建几何模型、划分网格。设置视图显示方向，创建关键点编号及坐标：1（0，0，0）；2（2，0，0）；3（2.5，0.2，0）；4（1.8，0.45，0）；5（1.1，0.3，0）。点1、2生成线段，点2、3、4、5、1生成样条曲线，由线生成面。设置单元格尺寸大小为0.1，对面进行网格划分，设置单元等份数为20（如下图）。

拖拉面生成体，并显示单元（如下图）。

第五步：加载求解。进入求解器，将求解类型设置为模态分析，并设置模态分析选项，指定扩展模态数。选择节点施加位移约束，选择所有节点开始求解计算。

第六步：查看求解结果。5阶固有频率计算结果如下图所示。

五阶模态结果分别如下图所示。

1阶模态显示

2阶模态显示

3阶模态显示

4阶模态显示

5阶模态显示