基于ANSYS的机械结构动力学仿真分析
基于ANSYS的抛光机机架的结构动力学分析
按正 弦 （ 简谐 ） 律 变化 载 荷 作用 时 ， 构 的稳 态 响 规 结 应情 况 。它 可 以评 估一 个结 构对 持续 强制 振 动 的承 受能 力 。瞬态动 力学分 析 ， 或时 间历 程分 析 ， 于确 用 定在任 意 时间变化 载荷 激励作 用下 结 构动 力 响应 的
２０ ０９年 １ ２月 １ １日收 到
程设 备工作 性能 及产 品质量 的关 键指标 。 通常动力 学 分析 主要 由结构 固有 动力 特 性分 析 和结构 在受 到一定 载荷 作用 时的 动力 响应 分 析两 部 分构成 。工程 结 构 动力 学 分 析 的主 要 内 容 有 ： 态 模 分析 、 谐响应 分析 、 瞬态 动力 分析 、 谱分析 。 模态 分析 用 于确 定所 设计工 程 结构 的固有 动态 特性， 即分析 固有 频 率 和 固有 振 型 。谐 响 应分 析 用 于分 析持 续 的周期载 荷在结 构 系统 中产 生 的持 续周 期 响应 （ 响应 ） 以及 确定 线 性结 构 在 承 受 随 时 间 谐 ，
驱动导轮与砂轮时所产 生的一定 频率的力对结构 的影响 ， 从而为避免整机 因共振等原 因造 成的损害在 理论上提 供参考 ， 也为
改进 设 计 提 供依 据 。
关键 词
Ａ ＳＳ ＮＹ
无心抛光机
振 动特性
动力 学分析
中图法分类号
Ｔ ５０ ６２ Ｇ ８ ．９ ；
文献 标志码
Ａ
工程 结构 的设计 和制 造是 一项极 其 复杂 的系统 工 程 。仅 就强度 问题 而言 ， 工程 结构 就 需要 满 足静 、 动 、 、 劳等各 种不 同强 度要求 。对 于许 多承 受 动 热 疲 载荷 的工程结 构 ， 保 其动 态 性 能 良好是 至关 重 要 确 的， 需要设 计者 在结 构 的设 计 和制 造 阶段 ， 够 精确 能 分 析、 测 所 设 计 结 构 在 运 行 工 况 下 的 动 态 性 能 。 预 随着现代 工程 结 构 的轻 型 化 、 杂 化及 工 程设 备 的 复 高速、 高精 度化 的发展 ， 包括 航天 、 械 、 播 及建 筑 机 传
ANSYS典型动力学分析的方法和步骤
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4．观察结果
Main Menu>General Postproc>Read Results>First Set Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shape
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4．观察结果
Main Menu>General Postproc>Read Results>Next Set
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3．扩展模态
(1) 再次进入ANSYS求解器。 (2) 激活扩展处理及相关选项。
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3．扩展模态
振型扩展的阶数 频率范围 计算单元结果
扩展模态后重新计算 Main Menu>Solution>Solve>Current LS
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扩展模态合并
7种模态提取的方法
ANSYS分析典型的动力学问题
（一）模态分析 （二）谐响应分析 （三）瞬态动力学分析
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（一）模态分析
定义：模态分析用于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）
模态分析的步骤： 1. 建模； 2. 加载及求解； 3. 扩展模态； 4. 检查结果。
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1. 建模
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2. 加载及求解
3) 定义主自由度
主自由度能够描述结构动力学特性的重要的自由度， 只有采用Reduced模态提取法时才有效。
设置Block Lanczos法或Subspace法后
设置Reduced法后
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2. 加载及求解
ansys显式动力学仿真实例
ansys显式动力学仿真实例
本文将以ANSYS显式动力学仿真实例为主题，介绍该仿真方法的基本原理、应用场景以及具体操作步骤，旨在帮助读者更好地理解和应用ANSYS显式动力学仿真技术。
ANSYS显式动力学仿真是一种基于有限元分析的仿真方法，主要用于模拟高速冲击、瞬态动力响应等动态载荷下的物体变形和损伤。
该方法适用于多种工程领域，如汽车碰撞仿真、航空航天结构破坏分析等。
首先，为了进行ANSYS显式动力学仿真，我们需要准备一个CAD 模型，并对其进行几何网格划分和网格优化。
然后，根据仿真目标和要求，设置合适的边界条件、材料参数和载荷条件。
在进行仿真计算之前，还需要选择合适的求解器和求解算法。
接下来，我们可以开始进行ANSYS显式动力学仿真计算。
通过对初始状态下的物体施加载荷，并在仿真过程中对物体进行动态响应的计算，可以得到物体在不同时间步骤下的变形、损伤和能量分布等信息。
在仿真计算完成后，我们可以进行后处理分析，以获得更详细的仿真结果。
根据仿真目标，可以对物体的最大变形、应力分布、撞击力等关键参数进行评估和分析。
总的来说，ANSYS显式动力学仿真是一种高效、准确的仿真方法，能够帮助工程师和研究人员更好地理解和预测物体在复杂动力载荷下的行为。
通过合理设置参数和边界条件，可以获得可靠的仿真结果，为工程设计和分析提供重要的依据。
本文简要介绍了ANSYS显式动力学仿真的基本原理、应用场景和操作步骤，并强调了其在工程领域中的重要性和应用前景。
希望读者通过本文的阅读，能够对ANSYS显式动力学仿真有更深入的了解，并能够应用于实际工程项目中。
ANSYS结构静力学与动力学分析教程
ANSYS结构静力学与动力学分析教程第一章：ANSYS结构静力学分析基础ANSYS是一种常用的工程仿真软件，可以进行结构静力学分析，帮助工程师分析和优化设计。
本章将介绍ANSYS的基本概念、步骤和常用命令。
1.1 ANSYS的基本概念ANSYS是一款基于有限元方法的仿真软件，可以用于解决各种工程问题。
其核心思想是将结构分割成有限数量的离散单元，并通过求解线性或非线性方程组来评估结构的行为。
1.2 结构静力学分析的步骤进行结构静力学分析一般包括以下步骤：1）几何建模：创建结构的几何模型，包括构件的位置、大小和形状等信息。
2）网格划分：将结构离散为有限元网格，常见的有线性和非线性单元。
3）边界条件：定义结构的边界条件，如固定支座、力、力矩等。
4）材料属性：定义结构的材料属性，如弹性模量、泊松比等。
5）加载条件：施加外部加载条件，如力、压力、温度等。
6）求解方程：根据模型的边界条件和加载条件，通过求解线性或非线性方程组得到结构的响应。
7）结果分析：分析模拟结果，如应力、应变、变形等。
1.3 ANSYS常用命令ANSYS提供了丰富的命令，用于设置分析模型和求解方程。
以下是一些常用命令的示例：1）/PREP7：进入前处理模块，用于设置模型的几何、边界条件和材料属性等。
2）/SOLU：进入求解模块，用于设置加载条件和求解方程组。
3）/POST1：进入后处理模块，用于分析和可视化模拟结果。
4）ET：定义单元类型，如BEAM、SOLID等。
5）REAL：定义单元材料属性，如弹性模量、泊松比等。
6）D命令：定义位移边界条件。
7）F命令：定义力或压力加载条件。
第二章：ANSYS结构动力学分析基础ANSYS还可以进行结构动力学分析，用于评估结构在动态载荷下的响应和振动特性。
本章将介绍ANSYS的动力学分析理论和实践应用。
2.1 结构动力学分析的理论基础结构动力学分析是研究结构在动态载荷下的响应和振动特性的学科。
它基于质量、刚度和阻尼三个基本量，通过求解动态方程来描述结构的振动行为。
基于ANSYS的机械结构强度分析与优化研究
基于ANSYS的机械结构强度分析与优化研究随着现代工程需求的不断增长，对机械结构强度和可靠性的要求也越来越高。
为了满足这一需求，研究人员广泛使用ANSYS软件来进行机械结构的强度分析与优化研究。
本文将介绍基于ANSYS的机械结构强度分析与优化的研究方法和技巧。
一、研究背景和意义机械结构的强度分析是评估其工作状态下可承受的载荷和变形的能力，是确保机械结构安全可靠运行的基础。
而优化设计则是在满足安全性的前提下，设计出更加轻量化和高效的结构，以降低成本和提高性能。
因此，基于ANSYS的机械结构强度分析与优化研究对于工程领域具有重要的意义。
二、ANSYS软件介绍ANSYS是一款广泛应用于工程计算领域的有限元法软件。
它可以模拟和分析各种不同材料和结构类型的力学行为，并提供详细的应力、应变和变形等信息。
利用ANSYS软件，可以进行静力学分析、动力学分析、疲劳分析等多种工程分析。
三、机械结构强度分析流程1. 几何建模：使用ANSYS提供的建模工具，创建机械结构的几何模型。
可以通过绘图、导入CAD文件等方式完成。
2. 材料属性定义：根据实际情况，设置机械结构材料的机械性能参数，包括弹性模量、泊松比、屈服强度等。
3. 网格划分：将几何模型划分成有限元网格，需要注意网格密度和质量的合理选择，以提高计算结果的精度和准确性。
4. 载荷和边界条件定义：根据实际工况对机械结构施加载荷和边界条件。
可以设置静载荷、动载荷、温度载荷等。
5. 强度分析：运行ANSYS计算求解器，进行机械结构的强度分析。
可以获得应力、应变、变形等结果，以评估结构的强度和可靠性。
6. 结果后处理：通过ANSYS的后处理工具，对计算结果进行可视化和分析。
可以生成应力云图、应变曲线等，为结构优化提供依据。
四、机械结构优化方法1. 参数优化：通过改变机械结构的设计参数，如材料厚度、连接方式等，以满足给定的约束条件和性能要求。
2. 拓扑优化：在事先给定的设计空间中，通过修改结构的拓扑形状来实现结构的优化设计。
基于ANSYS的桥式起重机结构动力学分析
基于ANSYS的桥式起重机结构动力学分析
郗永磊;刘勇
【期刊名称】《建材世界》
【年(卷),期】2017(038)002
【摘要】桥式起重机主体结构的结构安全至关重要.在运行过程中,其结构动力学特性复杂,对主体结构进行动力学分析是实现结构安全设计的基础.该研究利用ANSYS对80 t桥式起重机主体结构进行自振频率和跨中满载自振频率计算,并对其进行了瞬态动力学分析.
【总页数】4页(P88-90,99)
【作者】郗永磊;刘勇
【作者单位】中交第二航局第二工程有限公司,重庆 401121;中交第二航局第二工程有限公司,重庆 401121
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于C#与ANSYS的桥式起重机结构自重应力检测系统开发 [J], 孔祥顺
2.基于Ansys的桥式起重机结构设计与验证 [J], 金瑞莹;申长兰;王磊;薛丽
3.基于ANSYS的40t桥式起重机结构有限元分析 [J], 张雅倩
4.基于ANSYS的桥式起重机桥架结构设计及优化 [J], 匡刘林; 黄伟莉; 范芳蕾; 郝世查; 吴吉涧
5.基于ANSYS/FE-SAFE的桥式起重机桥架结构疲劳寿命分析 [J], 朱节宏
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ANSYS结构动力学分析
substeps (6) 求解 求解当前载荷步。
命令：SOLVE GUI：Main Menu>Solution>Solve>Current Ls (7) 结果后处理和分析 瞬态动力学分析结果保存于结果文件Jobname.RST中。可以用POST1和 POST26观察和分析。其中，POST1用于观察在给定时间整个模型的结果， POST26用于观察模型中指定处(节点、单元等)响应随频率变化的历程分 析结果。
Kx F
(11)
如果惯性力或阻尼力足够大到必须加以考虑时，那么系统 的受力平衡方程式必须写成：
MxCxKx F (1 2)
动力效应什么时侯需考虑在力平衡方程式中？什么时侯动力效应才称为 “足够大”？
一个最保险的方法是：时刻不忽略动力效应；或者是静力分析及动力分 析各做一次，当两次分析的结果差异在可接受范围时(结果差异5%以内)， 即表示动力效应是可以忽略的，反之则是不可忽略的。
3 结构模态分析(Modal Analysis)
当外力是0时，方程式1-2即为代表模态分析的控制方程式：
MxCxKx 0 (13)
从数学的观点来看，式1-3是一个特征值问题(eigenvalue problem)，其特征值代表结构的自然振动频率(natural frequencies)和模态阻尼(Modal damping)，而每一个特征值相 对的特征向量(eigenvector)代表振动形状(vibration shapes)。所 以模态分析的结果是自然振动频率、模态阻尼和对应的振动 形状。
4 结构谐响应分析(Harmonic Response Analysis)
基于ANSYS_的固体火箭发动机振动工装仿真分析
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·82·2023年第14期文章编号：2095-6835（2023）14-0082-03基于ANSYS的固体火箭发动机振动工装仿真分析寇元超，宇文璋杰，陈寰宇，秦发浩（西安航天动力测控技术研究所，陕西西安710025）摘要：某型号发动机长近5000mm，远超滑台2500mm的尺寸，为了满足该型号发动机振动试验要求，设计了一套振动试验工装，分析其模态、给定试验条件下随机振动时的应变、位移及加速度值，验证其结构合理性。
仿真结果表明，据此设计出的工装满足试验需求。
此外，基于ANSYS的振动试验工装设计方法可以为后续类似结构设计提供参考。
关键词：ANSYS；固体火箭发动机；工装设计；振动试验中图分类号：V435.6文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2023.14.024固体火箭发动机在运输和工作过程中承受了各类振动与冲击载荷。
伴随着科技的不断发展，航天工业对固体火箭发动机的可靠性和环境适应性要求不断提高。
振动试验是目前考核发动机可靠性和环境适应性的有效途径，通过在振动台上进行不同条件的振动试验，不仅能够检验发动机是否满足使用过程中的振动条件，还能够暴露发动机在设计上的缺陷，从而为发动机设计优化提供依据。
为了完成振动试验，就需要使用振动工装将振动台的运动和能量传递至发动机上，其振动传递特性的好坏将直接决定发动机是否能够按照指定的条件完成振动试验。
因此，开展振动工装的动态响应分析对于固体火箭发动机振动试验具有非常重要的意义。
王红瑞等[1]对3种振动夹具进行了动态性能分析，并在过程中指出，基于动态特性设计的夹具能够更好地保证振动能量不失真地进行传递；刘晓晨等[2]在模态与振动传递特性理论基础之上进行了固体火箭发动机振动夹具的设计，并将结构进行动力学仿真计算与试验验证，证明了仿真分析能够在试验前预测夹具结构的动态特性，减少不合理结构的样机加工；王世辉等[3]对比分析了3种典型固体火箭发动机振动试验夹具在相同的典型宽频带激励条件下的振动响应，分析得出了影响振动试验夹具振动传递特性的主要因素。
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基于ANSYS的机械结构动力学仿真分析
随着科技的发展和计算机技术的进步，基于数值仿真的工程分析已经成为工程
师们不可或缺的工具。
机械结构动力学仿真分析是其中的重要一环，它可以帮助我们在设计过程中预测和优化结构的动态响应。
本文将介绍基于ANSYS的机械结构
动力学仿真分析的基本原理和应用，并探讨其在实际工程中的意义和局限性。
1. 简介
机械结构动力学仿真分析是通过计算机模拟机械结构在不同工况下的动态行为。
它基于有限元方法和数值分析理论，将结构划分为许多小的有限元单元，通过求解其力学方程和模态方程，得到结构在不同载荷下的位移、应力和模态等关键参数。
2. 有限元建模
在进行机械结构的动力学仿真分析前，首先需要进行有限元建模。
有限元建模
是将实际结构的几何形状、材料特性和边界条件转化为有限元模型的过程。
我们可以使用ANSYS的建模工具，如Preprocessing模块，快速而准确地构建出机械结构
的有限元模型。
3. 动力学分析
在有限元建模完成后，我们可以通过ANSYS的求解器对机械结构的动力学行
为进行分析。
动力学分析主要包括静态分析、模态分析和频率响应分析。
静态分析用于计算结构在受到静态载荷作用下的变形和应力分布。
模态分析则可以得到结构的固有频率和模态形态，帮助我们了解结构的共振情况。
频率响应分析可以用于预测结构在不同频率下的响应，其结果可以用于设计抗震、降噪等结构。
4. 结果分析与优化
在动力学分析完成后，我们可以通过ANSYS的后处理工具，如Postprocessing
模块，对分析结果进行可视化和分析。
我们可以得到结构的位移、应力、应变、模
态等信息，并进行进一步的研究和分析。
我们还可以通过参数优化技术，在设计阶段对结构进行优化，以满足特定的性能需求。
5. 案例分析
下面以一个简单的案例来介绍基于ANSYS的机械结构动力学仿真分析的应用。
假设我们要设计一种工业机器人的机械臂，我们需要对其进行动力学分析，以确保其在工作时具有良好的稳定性和运动性能。
我们可以首先进行模态分析，计算机械臂的固有频率和模态形态。
然后，我们可以进行频率响应分析，以研究机械臂在不同频率下的振动情况。
最后，我们可以对机械臂的结构参数进行优化，以满足设计要求。
6. 应用和局限性
基于ANSYS的机械结构动力学仿真分析已经在工程实践中得到了广泛应用。
它可以帮助我们在设计阶段预测和优化结构的动态响应，减少实验成本和时间。
然而，它也存在一些局限性。
首先，模型的准确性依赖于材料特性和边界条件的准确性，因此在建模时需要严格选择参数。
其次，仿真分析仅是一种预测性的手段，结果还需要与实验数据进行验证。
最后，仿真分析依赖于计算机的性能和软件的稳定性，因此在进行大规模和复杂的分析时需要注意计算资源的要求。
综上所述，基于ANSYS的机械结构动力学仿真分析是一种强大而有用的工程
分析工具。
它能够帮助我们预测和优化结构的动态响应，提高设计的质量和效率。
然而，它仍然需要结合实际情况和验证结果，以得到更准确和可靠的分析结果。
在未来的发展中，我相信机械结构动力学仿真分析将会继续发挥重要的作用，为我们提供更好的设计和解决方案。