workbench随机振动实例
第N章随机振动案例
下面介绍对一个任意模型加载中国军用标准中振动试验标准所规定的功率密度谱来演示ANSYS WOKBENCH 14.0 机械设模块动力学分析中随机振动分析模块的基本操作过程。
1.5.1案例介绍
本案例主要参考了GJB150.16-1986：《中华人民共和国国家军用标准--军用设备环境试验方法--振动试验》。
其部分内容如下：
“本标准规定了军用设备振动试验方法，是制订军用设备技术条件或产品标准等技术文件的相应部分的基础和选则依据”。
根据标准第2.3.1条规定，“作为固紧货物的设备通过陆地、海上或空中运输时都将遇到这种环境。
陆上运输环境比海上或空中更为严重，而且所有海上或空中运输的前后都将包括陆上运输，因此以陆上运输来作为基本运输环境。
陆上运输环境包括公路运输和铁路运输，而公路运输比铁路运输更为严重因此以公路运输来作为运输环境。
公路运输的环境是一种宽带振动，它是由于车体的支撑、结构与路面平度的综合作用产生的。设备的运输一般是指从制造厂到用户以及用户之间所经受的典型环境。这些运输科分为两个阶段，公路运输和野战任务运输
野战任务运输通常是由双轮拖车，2.5~10T的卡车，半拖车和（或）履带车来完成，典型举例是500KM。路面条件差，在战斗环境下将经历恶劣的路面和原始地形”。
由于野战运输环境下的功率密度谱的振动更强，故笔者选用了标准中规定了第一类设备在“基本运输环境”中第98，99页“双轮拖车环境”的功率密度谱。
本次通过使用军用标准中激励相对较强的功率密度谱进行分析，可以体现较为严格的环境从而更完整的展示结构在随机振动激励下的各种响应情况。
1.5.2启动Workbench并建立分析项目
(1) 打开ANSYS WORKBENCH 14.0，并双击Toolbox（工具箱）→Analysis System（分析系统）→Model（模态分析），如图-1所示。
（2）单击Random Vibration（随机震动）模块，按住鼠标并将其拖动到项目管理区分析项目A6 Solution（分析）中。如图-2所示。
这样模态分析结果会作为随机振动分析的条件，两个分析数据也会互相连接共用。操作完毕后会如图-3所示。
图-1 启动模态分析图-2 启动随机振动分析
图-3 打开分析项目图-4 导入模型
1.5.3导入模型
（1）在项目管理区双击Model（模态分析）中的A3 Geometry （几何模型）项目进入DM模块。如图-3所示。
（2）单击DM模块菜单栏上的File（文件）→Import External Geometry File（输入外部几何模型文件），如图-4所示。然后选择合适的模型文件→单击“打开”按钮，如图-5所示。
（3）单击菜单栏上的（刷新）按钮来刷新此次操作完成对外部模型的导入。刷新模型过程可能需要等待几分钟时间。模型导入后如图-6所示。
图-5 打开模型文件图-6 导入后的模型
（4）保存项目文件。单击菜单栏中的（保存）按钮先将此次分析项目保存，出现如图-7所示的对话框。在合适的文件夹处，我们暂时命名为“1”然后单击“保存”按钮。
注意：对于ANSYS WORKBENCH 14.0，随着分析规模的不同可能需要几百兆到几万兆的硬盘空间，保存项目文件时请尽量选择磁盘空间较大的分区。而且有限元分析过程中将会出现大量的数据交换工作。硬盘作为计算机中数据交换速度最慢的部件，有时会成为整机的瓶颈，需要尽可能高速的硬盘。
由于大部分用户的硬盘都是传统的机械硬盘，其转速一定。磁盘外圈的线速度较大从而其读写速度相对较快。常规情况下磁盘外圈的分区一般为C盘。为了减少数据交换瓶颈，笔者建议如有可能尽量将项目文件保存在C盘中。为了节约宝贵的C盘空间，完成分析后请将项目文件转移到其他分区。
如有更多投资，为了提高数据硬盘整体读写效率及可靠性，还建议使用更高转速（10000转或15000转）的硬盘以及使用基于RAID技术的一些冗余方案。
如果用户有足够的资金，笔者强烈建议使用更高速的固态硬盘。
对于SATA3.0接口最新的固态硬盘其最高读写速度普遍能比机械硬盘快2倍或以上。而部分PCI-E 4X 接口的固态甚至能快近10倍，而4K小文件的随机读写速度甚至可以快近100倍。从而带来比普通机械硬盘快几倍甚至几十倍的效率提升。对于时间紧迫的有限元分析工作来说，同样投资额下增加固态硬盘投资带来的性能提升比例会大大优于提高其他部件的性能带来的效果。
对于固态硬盘来说其不存在内外圈速度不同的问题，故可以保存在任意固态硬盘分区下。但是由于固态硬盘的本质原因，其在整盘磁盘空间接近饱和时读写速度会下降，故请尽量使其预留一定的空闲空间。
如笔者2012年春节前后进行的某核电站空调结构抗震分析，由于电脑硬盘速度较慢，在整个连续近80小时运行的分析过程中，有70多个小时都是CPU占用率5%左右而硬盘占用率接近100%。硬盘读写效率瓶颈明显，极大的影响了电脑其他部件性能的发挥。分析完成后，最终结果文件共23G。故笔者购买了某品牌容量为120G的固态硬盘，更换后笔者的Windows 7 系统硬盘部分评分从5.4分提高到了7.8分，直逼系统默认硬件最高评分7.9分。取得了良好的加速效果。
由于使用固态硬盘尽可能的消除了硬盘部分的性能瓶颈，使得计算机其他硬件性能更集中发挥，这会带来发热量增多问题，故请适当考虑加强散热。
图-7 保存项目文件图-8 网格划分
1.5.3网格划分
（1）下面将实体模型进行离散化从而划分出有限数量的节点与单元，方便程序分析计算。回到项目管理区双击A4 Model （模型），如图-8所示。
（2）单击Outline（分析树）→Mesh（网格）。我们先使用自动划分网格查看质量后再考虑是否进行网格控制。
单击Mesh（网格）菜单栏上的（刷新网格）。稍等几分钟后网格划分完毕，如图-9所示。
图-8 划分网格图-9 划分后的网格（3）查看发现网格较为粗大，我们指定网格尺寸后再此划分网格。
单击Details of “Mesh”（网格详细信息）中的Element Size（网格尺寸）输入5，单位是毫米。
如图-10所示。再次单击（刷新）按钮查看网格。
同时在图-10中的Statistice（统计）中也可以看见第一次网格划分时的节点数为31129个，单元数为16631个，也相对较少。
图-11显示了设定较小网格尺寸后的划分状况。再次查看Details of “Mesh”（网格详细信息）中的Statistice（统计）。节点数变为312169个，单元数为164609个，数量较第一次划分的网格增多了近10倍。
图-10 设定网格尺寸图-11 第二次划分后的网格
图-12 第二次划分后的网格
1.5.4施加约束
（1）我们在四个模型底脚处设定4个固定约束来模拟设备实际固定状况。
首先查看模型空间中的坐标系，鼠标指针移动到Y轴的反向，系统会自动生成一个灰色的与Y轴方向相反的指向箭头。单击其，将模型旋转到Y轴反向来方便我们选择约束面。如图-13所示。
图-13 旋转方向图-14 施加固定约束（2）按住键盘上的Ctrl（控制）键同时分别单击模型4个底面。选择完毕后的目标面会变成绿色。→单击菜单栏中的Supports（支撑）→单击第一项Fixed Support（固定约束）如图-14所示。
然后回到Details of “Fixed Support”（固定约束的详细信息）单击Apply（确定）按钮。如图-15所示。
图-15 确定约束面
1.5.5求解模态
（1）单击Outline（分析树）→Model（A5）→Analysis Settings（分析设置）→在Details of “Analysis Settings”（分析设置详细信息）中的Max Modes to Find（最大模态数）中设定10。来计算本模型的前10阶固有频率以及阵型。如图-16所示。
注意：一般来说外界激励对模型的较低阶的固有频率影响较大。读者们如果有精力可以参看相关的建筑抗震设计规范（GB 50011）以及《化工设备设计全书-塔设备》等资料。其提供各种简化后的手工计算公式。由于完整的结构计算的计算量过于巨大，手工计算基本无法完成，标准中基本都是仅仅计算结构在第一阶固有频率下的响应情况。而对于有限元分析来说一般而言计算前6阶的固有频率基本可以达到一般要求，计算前10阶固有频率基本都能满足工程计算精度。故除特殊情况，不需要计算过多的固有频率。
（2）单击（求解）按钮。由于网格数量达到了16万多个，相对计算规模较大，故此求解过程需要较长时间。
求解过程中会出现ANSYS Workbench Solution Status对话框，我们也可以打开系统的任务管理器监视整个求解过程。如图-17所示。
图-16 设定模态数图-17 正在求解（3）求解完毕后我们可以查看分析信息。单击Outline（分析树）→Solution A6（分析）→Solution Information（求解信息），如图-18所示。
查看右边的Worksheet（数据表）。数据表最后面的Elapsed Time（共用时间）显示了模态分析所耗费的时间，共1320秒。如图-19所示。
注意：在求解过程中查看Worksheet（数据表）实时渐刷新并显示求解过程的信息以及提示各种Warming（警告）和Error（错误）。
虽然大部分时候分析都是成功的，但是依然会不时出现各种问题尤其是各种的Error（错误）的报告。当出现这种严重错误导致分析无法进行下去的时候就需要仔细查看Worksheet （数据表）中的各种提示查找出错原因并适当修改各种分析设置或是模型、网格尺寸来消除错误。
对于有限元分析来说如果不是特别针对于某些倒角，钻孔等特征进行分析，我们可以在建立分析用的模型的时候适当删除掉原始模型中尺寸较小的倒角，棱边，槽，孔等特征。这样一方面可以减少计算规模，更重要的是可以划分出较高质量的网格从而提高分析的精度。
图-18 查看分析信息图-19 查看所费时间
1.5.6模态分析结果后处理
（1）单击Outline（分析树）→Solution A6（分析）项→单击后处理菜单栏里面的Deformation（变形）→Total（全部的）。如图-20所示。
（2）由于我们在Analysis Settings（分析设置）里面设置了Max Modes to Find（最大模态数）为10，那么我们也需要分别查看这10阶阵型的结果，所以需要连续单击10次Total （全部的）并在每一个Total（全部的）结果里面依次设定显示1到10阶阵型结果。
比如，要显示第二阶阵型则现需要在Details of “Total Deformation 2”（第二阶阵型）→Model（模态数）里设定为2。如图-21 所示。
设定完毕后单击菜单栏上的（求解）按钮对结果进行求解。
图-20 提取结果图-21 显示模态结果（3）查看模型的前10阶阵型。分别单击Outline（分析树）→Solution A6（分析）→从“Total Deformation”一直到“Total Deformation 10”。如图-22到图-31所示。
图-22 一阶阵型图-23 二阶阵型
图-24 三阶阵型图-25 四阶阵型
图-26 五阶阵型图-27 六阶阵型
图-28 七阶阵型图-29 八阶阵型
图-30 九阶阵型图-31 十阶阵型（4）我们也可以查看Tabular Data（数据列表）来看看模型的前10阶固有频率的情况。如图-32所示。以及查看Graph（图表）来宏观上看模型固有频率的分布。如图-33所示。
图-32 频率列表图-33 图表显示
1.5.7 随机振动分析-加载功率密度谱
（1）我们需要分别加载X、Y、Z三个方向的功率密度谱。单击Random Vibration(B5)（随机振动）→单击PSD Base Excitation（基础的功率密度谱激励）→PSD G Acceleration（功率密度谱G加速度激励）按钮。
由于我们需要施加三个方向的功率密度谱，那么需要连续单击三次PSD G Acceleration （功率密度谱G加速度激励）按钮。如图-34所示。
图-34 施加G加速度激励图-35 选择边界条件（2）单击Outline（分析树）→PSD G Acceleration 。在Details of “PSD G Acceleration”（功率密度谱G加速度激励的详细信息）中单击Boundary Condition（边界条件）选择All Faxed Supports（全部的固定约束）。如图-35所示。
（3）继续在Load Data（荷载数据）下找到右边的Tabular Data（列表数据）中输入不同频率对应的功率密度谱的幅值。如图-36所示。
图-36 输入功率密度谱
（4）在前面的“案例介绍”已经说了，此功率密度谱参考了我国军用标准。现在开始查找并输入功率密度谱。参考的标准题头如图-37所示。
图-37 标准题头
翻开标准找到第98，99页。其本别为双轮拖车运输环境下竖直方向的以及水平方向的功率密度谱，如图-38，图-39所示。
图-38 竖直轴的功率密度谱
（5）在Tabular Data（数据列表）里面抄下标准中的功率密度谱。如图-40所示。
图-40 输入的功率密度谱图-41 选择坐标轴（6）现在设定功率密度谱的加载方向。根据模型坐标轴显示，其Y方向为竖直方向且向上为Y的正向，则竖直方向的功率密度谱可以设定成Y方向激励。如图-41所示。
（7）单击单击Outline（分析树）→PSD G Acceleration 。在Details of “PSD G Acceleration”
（功率密度谱G加速度激励的详细信息）中单击Direction（方向）选择Y Axis（Y方向）。如
图-42所示。
图-42 选择激励方向图-43 查看图表
（8）设定完毕后我们也可以单击Graph（图表）查看功率密度谱。如图-43所示
（9）设定水平方向的功率密度谱。操作基本同上。不同的是要在PSD G Acceleration 2里面设定X方向，如图-44所示。
图-44 水平功率密度谱图-45 设定方向
（10）查看水平方向的功率密度谱的Graph（图表），如图-46所示。
图-46 水平方向图表图-47 全选功率密度谱
（11）设定Z方向的功率密度谱。操作同上。由于X方向与Z方向的功率密度谱相同，我们可以直接复制X方向的功率密度谱并粘贴到PSD G Acceleration 3里面。
首先全选PSD G Acceleration 2里面的功率密度谱→按住键盘的Ctrl+C键。如图-47所示。（12）在PSD G Acceleration 3的Tabular Data（数据列表）里面粘贴。按键盘Ctrl+V键。完成功率密度谱的粘贴。如图-48所示。
图-48 粘贴功率密度谱图-49 保存
1.5.8求解及结果后处理
（1）开始分析前需要保存项目文件。
单击菜单栏中的File（文件）→Save Project（保存项目文件）。如图-49所示。→单击
（求解）按钮，对模型进行求解。求解过程较为漫长，需要耐心等待。打开任务管理器，查看求解进度。如图-50所示。
图-50 查看进度图-51 选择变形结果
（2）输出变形结果。单击Deformation（变形）→连续单击三次Directional（方向）按钮，因为我们要获得三个方向的变形结果。如图-51。
（3）选择变形的输出方向。单击击Outline（分析树）→Solution（分析）→Directional Deformation（变形的方向）在Details of “Directional Deformation”（变形方向的详细信息）中单击Orientation（方向）下拉菜单中选择X Axis（X方向）。如图-52所示。
（4）在Scale Factor（顶点系数）的下拉菜单中选择User Input（用户输入值）。如图-53所示。
（5）由于我们需要观察三个不同方向上的结果。选择变形方向以及顶点系数需要同样再次分别对Directional Deformation 2以及Directional Deformation 3操作两次。
图-52 选择方向图-53 选择顶点系数
（6）继续选择输出后处理输出的结果。单击Deformation（变形）→Deformation Velocity（变形速度）。由于我们需要输出3个方向的Deformation Velocity（变形速度）结果，我们也需要连续单击三次Deformation Velocity（变形速度）按钮并分别设定其方向以及顶点系数方法基本与图-52，图-53相同这里不再赘述。如图-53所示以及图-54所示。
图-53 选择变形速度图-54 选择方向
（7）单击单击Deformation（变形）→Deformation Acceleration（变形加速度）。如图-55所示。
图-55 选择变形加速度图-56 选择等效应力
（8）单击Stress（应力）→Equivalent（等效应力）。如图-56所示。到此我们已经把所有需
要输出的后处理结果选择并设定完毕。单击（求解）按钮，稍等一会。
（9）图-56到图-58为X、Y、Z三个方向的变形结果。
图-56 X方向变形图-57 Y方向变形
图-58 Z方向变形图-59 X方向变形速度
（10）图-59到图-61分别为X、Y、Z三个方向的振动速度结果。
图-60 Y方向变形速度图-61 Z方向变形速度
（11）图-62到图-64分别为X、Y、Z三个方向的振动加速度结果。
图-62 X方向振动加速度图-63 Y方向振动加速度
图-64 Z方向振动加速度图-65 等效应力（12）图-65为等效应力结果。
（13）通过观察结果可知由于模型固有频率较高，在较大振动的功率密度谱激励下没有出现不可容忍的变形与应力，基本可以满足要求。
1.5.9保存并退出
（1）单击File（文件）→Save Project（保存项目）→Close Mechantcal（关闭机械设计模块）。如图-66所示。
图-66 保存并关闭图-67 查看最终项目文件（2）回到项目管理区。查看项目A以及项目B后面都是绿色对号显示，说明分析软件部分运行正确。如图-67所示。
（3）单击File（文件）→Save（保存）→Exit（退出）。完成此次分析保存并退出ANSYS WORKBENCH 14.0程序。如图-68所示。
图-68 保存并退出
abaqus屈曲分析实例
整个计算过程包括2个分析步，第1步做屈曲分析，笫2步做极限强度分析。 第1步：屈曲分析 载荷步定义如下： Step 1-Initial Step 2- Buckle
? Re Mbs M^nce C^wvoini live 2oc*$ *l^*?4 tjdp V ：i.Jsa&# 录 +r A AJIu fffiC? fe3 Ha ? §4.5随机振动(PSD)分析步骤 PSD分析包括如下六个步骤： 1．建造模型； 2．求得模态解； 3．扩展模态； 4．获得谱解； 5．合并模态； 6．观察结果。 以上六步中，前两步跟单点响应谱分析一样，后四步将在下面作详细讲解。ANSYS/Professional产品中不能进行随机振动分析。 如果选用GUI交互方法进行分析，模态分析选择对话框（MODOPT命令）中包含有是否进行模态扩展选项（MXPAND命令），将其设置为YES就可以进行下面的：扩展模态。这样，第二步（求得模态解）和第三步（扩展模态）就合并到一个步骤中进行计算。 §4.4.9建造模型 该步与其它分析类型建立模型的过程相似，即定义工作名、分析的标题、单元类型、单元实常数、材料性质、模型几何形状等。注意以下两点： ·只有线性行为在谱分析中才是有效的。任何非线性单元均作为线性处理。如果含有接触单元，那么它们的刚度始终是初始刚度，不再改变； ·必须定义材料弹性模量（EX）（或其他形式的刚度）和密度（DENS）。材料的任何非线性将被忽略，但允许材料特性是线性的、各向同性或各向异性以及随温度变化或不随温度变化。 §4.5.0获得模态解 结构的模态解（固有频率和振型）是计算谱解所必须的。模态分析的具体过程在《模态分析》中已经阐述过，这里还需注意以下几点： ·使用Block Lanczos法（缺省）、子空间法或缩减法提取模态。非对称法、阻尼法、QR阻尼法以及PowerDynamics法对下一步谱分析是无效的； ·所提取的模态数目应足以表征在感兴趣的频率范围内结构所具有的响应； ·如果使用GUI交互式方法进行分析，模态分析设置[MODOPT]对话框的扩展模态选项置为NO状态，那么模态计算时将不进行模态扩展，但是可以选择地扩展模态（参看MXPAND命令的SIGNIF输入项的用法）。否则，将扩展模态选项置为YES状态。 ·材料相关阻尼必须在模态分析中进行指定； ·必须在施加激励谱的位置添加自由度约束； ·求解结束后退出SOLUTION处理器。 §4.5.1扩展模态 无论选用子空间法、Block Lanczos法还是缩减法，都必须进行模态扩展。关于模态扩展，《动力学分析指南—模态分析》部分“扩展模态”一节有详细讲述。另外还需注意以下几点： ·只有扩展后的模态才能在以后的模态合并过程中进行模态合并操作； ·如果对谱所产生的应力感兴趣，这时必须进行应力计算。在缺省情况下，模态扩展过程是不包含应力计算的，这同时意味着谱分析将不包含应力结果数据。 ·模态扩展可以作为一个独立的求解过程，也可以放在模态分析阶段； ·在模态扩展结束之后，应执行FINISH命令退出求解器（SOLUTION）。 正如《动力学分析指南—模态分析》部分中讲述的那样，在进行模态分析时执行MXPAND命令就可以将模态求解和模态扩展合并成一步（GUI交互方法和批处理方法）。 §4.5.2获得谱解 功率谱密度谱求解时，系统数据库必须包含模态分析结果数据，以及模态求解获得的下列文件：Jobname.MODE、Jobname.ESAV、Jobname.EMAT、Jobname.FULL （仅子空间法和Block Lanczos法有）和Jobname.RST。 1.进入求解器(/SOLU命令) Command: /SOLU GUI: Main Menu > Solution 1.应用背景概述 随着科学技术的发展，汽车已经成为人们生活中必不可少的交通工具。但当今由于交通事故造成的损失日益剧增，研究汽车的碰撞安全性能，提高其耐撞性成为各国汽车行业研究的重要课题。目前国内外许多著名大学、研究机构以及汽车生产厂商都在大力研究节省成本的汽车安全检测方法，而汽车碰撞理论以及模拟技术随之迅速发展，其中运用有限元方法来研究车辆碰撞模拟得到了相当的重视。而本案例就是取材于汽车碰撞模拟分析中的一个小案例―――保险杠撞击刚性墙。 2.问题描述 该案例选取的几何模型是通过导入已有的*.IGS文件来生成的（已经通过Solidworks软件建好模型的），共包括刚性墙（PART-wall）、保险杠（PART-bumper）、平板（PART-plane）以及横梁（PART-rail）四个部件，该分析案例的关注要点就是主要吸能部件（保险杠）的变形模拟，即发生车体碰撞时其是否能够对车体有足够的保护能力？这里根据具体车体模型建立了保险杠撞击刚性墙的有限元分析模型，为了节省计算资源和时间成本这里也对保险杠的对称模型进行了简化，详细的撞击模型请参照图1所示，撞击时保险杠分析模型以2000mm/s的速度撞击刚性墙，其中分析模型中的保险杠与平板之间、平板与横梁之间不定义接触，采用焊接进行连接，对于保险杠和刚性墙之间的接触采用接触对算法来定义。 1.横梁（rail） 2.平板（plane） 3.保险杠（bumper） 4.刚性墙（wall） 图2.1 碰撞模型的SolidWorks图 为了使模拟结果尽可能真实，通过查阅相关资料，定义了在碰撞过程中相关的数据以及各部件的材料属性。其中，刚性墙的材料密度为7.83×10-9，弹性模量为2.07×105，泊松比为0.28；保险杠、平板以及横梁的材料密度为7.83×10-9，弹性模量为2.07×105，泊松比为0.28，塑形应力-应变数据如表2.1所示。 表2.1 应力-应变数据表 应力210 300 314 325 390 438 505 527 应变0.0000 0.0309 0.0409 0.0500 0.1510 0.3010 0.7010 0.9010 注：本例中的单位制为：ton，mm，s。 3.案例详细求解过程 本案例使用软件为版本为abaqus6.12，各详细截图及分析以该版本为准。3.1 创建部件 （1）启动ABAQUS/CAE，创建一个新的模型数据库，重命名为The crash simulation，保存模型为The crash simulation.cae。 （2）通过导入已有的*.IGS文件来创建各个部件，在主菜单中执行【File】→【Import】→【Part】命令，选择刚刚创建保存的的bumper_asm.igs文件，弹出【Create Part From IGS File】对话框如图3.1所示，根据图3.1所示设定【Repair Options】的相关选项，其它参数默认，单击【Ok】按钮，可以看到在模型树中显示了导入的部件bumper_asm。 图3.1 Create Part From IGS File对话框 利用ANSYS随机振动分析功能实现随机疲劳分析 ANSYS随机振动分析功能可以获得结构随机振动响 应过程的各种统计参数（如：均值、均方根和平均频率等），根据各种随机疲劳寿命预测理论就可以成功地预测结构 的随机疲劳寿命。本文介绍了ANSYS随机振动分析功能，以及利用该功能，按照Steinberg提出的基于高斯分布和Miner线性累计损伤定律的三区间法进行ANSYS随机疲劳计算的具体过程。 １．随机疲劳现象普遍存在 在工程应用中，汽车、飞行器、船舶以及其它各种机械或零部件，大多是在随机载荷作用下工作，当它们承受的应力水平较高，工作达到一定时间后，经常会突然发生随机疲劳破坏，往往造成灾难性的后果。因此，预测结构或零部件的随机疲劳寿命是非常有必要的。 2．ANSYS随机振动分析功能介绍 ANSYS随机振动分析功能十分强大，主要表现在以下方面： 1.具有位移、速度、加速度、力和压力等PSD类型； 2.能够考虑a阻尼、 阻尼、恒定阻尼比和频率相关阻 尼比； 3.能够定义基础和节点PSD激励； 4.能够考虑多个PSD激励之间的相关程度：共谱值、二 次谱值、空间关系和波传播关系等； 5.能够得到位移、应力、应变和力的三种结果数据： 1σ 位移解，1σ速度解和1σ加速度解； 3．利用ANSYS随机振动分析功能进行疲劳分析的一般原 理 在工程界，疲劳计算广泛采用名义应力法，即以S-N 曲线为依据进行寿命估算的方法，可以直接得到总寿命。下面围绕该方法举例说明ANSYS随机疲劳分析的一般原理。 当应力历程是随机过程时，疲劳计算相对比较复杂。但已经有许多种分析方法，这里仅介绍一种比较简单的方法，即Steinberg提出的基于高斯分布和Miner线性累计损伤定律的三区间法（应力区间如图1所示）： 应力区间 发生的时 间 -1σ ~+1σ68.3%的时间 -2σ ~+2σ27.1%的时间 ABAQUS时程分析法计算地震反应得简单实例ABAQUS时程分析法计算地震反应得简单实例（在原反应谱模型上 修改） 问题描述： 悬臂柱高12m，工字型截面（图1），密度7800kg/m3，EX=2、1e11Pa，泊松比0、3，所有振型得阻尼比为2%，在3m高处有一集中质量160kg，在6m、9m、12m处分别有120kg 得集中质量。反应谱按7度多遇地震，取地震影响系数为0、08，第一组，III类场地，卓越周期Tg=0、45s。 图1 计算对象 第一部分：反应谱法 几点说明： λ本例建模过程使用CAE； λ添加反应谱必须在inp中加关键词实现，CAE不支持反应谱； λ *Spectrum不可以在keyword editor中添加，keyword editor不支持此关键词读入。 λ ABAQUS得反应谱法计算过程以及后处理要比ANSYS方便得多。 操作过程为： （1）打开ABAQUS/CAE，点击create model database。 （2）进入Part模块，点击create part，命名为column，3D、deformation、wire。continue （3）Create lines，在 分别输入0，0回车；0，3回车；0，6回车；0，9回车；0，12回车。 （4）进入property模块，create material，name：steel，general-->>density，mass density：7800 mechanical-->>elasticity-->>elastic，young‘s modulus：2、1e11，poisson’s ratio：0、3、 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 (完整)ABAQUS金属切削实例步骤 编辑整理： 尊敬的读者朋友们： 这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)ABAQUS金属切削实例步骤）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。 本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)ABAQUS金属切削实例步骤的全部内容。 背景介绍:切削过程是一个很复杂的工艺过程,它不但涉及到弹性力学、塑性力学、断裂力学，还有热力学、摩擦学等。同时切削质量受到刀具形状、切屑流动、温度分布、热流和刀具磨损等影响，切削表面的残余应力和残余应变严重影响了工件的精度和疲劳寿命。利用传统的解析方法，很难对切削机理进行定量的分析和研究。计算机技术的飞速发展使得利用有限元仿真方法来研究切削加工过程以及各种参数之间的关系成为可能。近年来，有限元方法在切削工艺中的应用表明，切削工艺和切屑形成的有限元模拟对了解切削机理,提高切削质量是很有帮助的。这种有限元仿真方法适合于分析弹塑性大变形问题，包括分析与温度相关的材料性能参数和很大的应变速率问题.ABAQUS作为有限元的通用软件，在处理这种高度非线性问题上体现了它独到的优势，目前国际上对切削问题的研究大都采用此软件，因此，下面针对ABAQUS的切削做一个入门的例子，希望初学者能够尽快入门，当然要把切削做好，不单单是一个例子能够解决问题的，随着深入的研究,你会发现有很多因素影响切削的仿真的顺利进行，这个需要自己去不断探索，在此本人权当抛砖引玉，希望各位切削的大神们能够积极探讨起来，让我们在切削仿真的探索上更加精确，更加完善. ~~～～~~~～～~～~～～~～~~~~～～~～～～~～～～～～~～~~~～~～～～～~～ ~~～~~～~～~~～~~~~~～～~~~～~～~~～~~～~～～～～～~~～～～～~～~~~～～ ~~～～~～~~~ 切削参数:切削速度300m/min，切削厚度0.1mm，切削宽度1mm 尺寸参数：本例作为入门例子,为了简化问题，假定刀具为解析刚体,因为在切削过程中，一般我们更注重工件最终的切削质量，如应力场，温度场等,尤其是残余应力场,而如果是要进行刀具磨损或者涂层刀具失效的分析的话，那就要考虑建立刀具为变形体来进行分析了。 工件就假定为一个长方形，刀具设置前角10°,后角6°，具体尺寸见INP文件。 下面将切削过程按照ABAQUS的模块分别进行叙述,并对注意的问题作出相应的解释. 《现代机械设计方法》课程结业论文 （ 2011 级） 题目：ABAQUS实例分析 学生姓名 XXXX 学号 XXXXX 专业机械工程 学院名称机电工程与自动化学院 指导老师 XX 2013年 5 月8 日 目录 第一章Abaqus简介 (1) 一、Abaqus总体介绍 (1) 二、Abaqus基本使用方法 (2) 1.2.1 Abaqus分析步骤 (2) 1.2.2 Abaqus/CAE界面 (3) 1.2.3 Abaqus/CAE的功能模块 (3) 第二章基于Abaqus的通孔端盖分析实例 (4) 一、工作任务的明确 (6) 二、具体步骤 (6) 2.2.1 启动Abaqus/CAE (4) 2.2.2 导入零件 (5) 2.2.3 创建材料和截面属性 (6) 2.2.4 定义装配件 (7) 2.2.5 定义接触和绑定约束（tie） (10) 2.2.6 定义分析步 (14) 2.2.7 划分网格 (15) 2.2.8 施加载荷 (19) 2.2.9 定义边界条件 (20) 2.2.10 提交分析作业 (21) 2.2.11 后处理 (22) 第三章课程学习心得与作业体会 (23) 第一章： Abaqus简介 一、Abaqus总体介绍 Abaqus是功能强大的有限元分析软件，可以分析复杂的固体力学和结构力学系统，模拟非常庞大的模型，处理高度非线性问题。Abaqus不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以完成系统级的分析和研究。 Abaqus使用起来十分简便，可以很容易的为复杂问题建立模型。Abaqus具备十分丰富的单元库，可以模拟任意几何形状，其丰富的材料模型库可以模拟大多数典型工程材料的性能，包括金属、橡胶、聚合物、复合材料、钢筋混泥土、可压缩的弹性泡沫以及地质材料（例如土壤、岩石）等。 Abaqus主要具有以下分析功能： 1.静态应力/位移分析 2.动态分析 3.非线性动态应力/位移分析 4.粘弹性/粘塑性响应分析 5.热传导分析 6.退火成形过程分析 7.质量扩散分析 8.准静态分析 9.耦合分析 10.海洋工程结构分析 11.瞬态温度/位移耦合分析 12.疲劳分析 13.水下冲击分析 14.设计灵敏度分析 二、Abaqus基本使用方法 1.2.1 Abaqus分析步骤 有限元分析包括以下三个步骤： 1.前处理（Abaqus/CAE）:在前期处理阶段需要定义物理问题的模型，并生 成一个Abaqus输入文件。提交给Abaqus/Standard或 Abaqus/Explicit。 2.分析计算（Abaqus/Standard或Abaqus/Explicit）:在分析计算阶段， 使用Abaqus/Standard或Abaqus/Explicit求解输入文件中所定义的 第二章 ABAQUS 基本使用方法 [2](pp15)快捷键：Ctrl+Alt+左键来缩放模型；Ctrl+Alt+中键来平移模型；Ctrl+Alt+右键来旋转模型。 ②(pp16)ABAQUS/CAE 不会自动保存模型数据，用户应当每隔一段时间自己保存模型以避免意外丢失。 [3](pp17)平面应力问题的截面属性类型是Solid（实心体）而不是Shell（壳）。 ABAQUS/CAE 推荐的建模方法是把整个数值模型（如材料、边界条件、载荷等）都直接定义在几何模型上。载荷类型Pressure 的含义是单位面积上的力，正值表示压力，负值表示拉力。 [4](pp22)对于应力集中问题，使用二次单元可以提高应力结果的精度。 [5](pp23)Dismiss 和Cancel 按钮的作用都是关闭当前对话框，其区别在于：前者出现在包含只读数 据的对话框中；后者出现在允许作出修改的对话框中，点击Cancel 按钮可关闭对话框，而不保存 所修改的内容。 [6](pp26)每个模型中只能有一个装配件，它是由一个或多个实体组成的，所谓的“实体”（instance） 是部件（part）在装配件中的一种映射，一个部件可以对应多个实体。材料和截面属性定义在部件上，相互作用（interaction）、边界条件、载荷等定义在实体上，网格可以定义在部件上或实体上，对求解过程和输出结果的控制参数定义在整个模型上。 [7](pp26) ABAQUS/CAE 中的部件有两种：几何部件（native part）和网格部件（orphan mesh part）。 创建几何部件有两种方法：（1）使用Part 功能模块中的拉伸、旋转、扫掠、倒角和放样等特征来直 接创建几何部件。（2）导入已有的CAD 模型文件，方法是：点击主菜单File→Import→Part。网格部件不包含特征，只包含节点、单元、面、集合的信息。创建网格部件有三种方法：（1）导入ODB 文件中的网格。（2）导入INP 文件中的网格。（3）把几何部件转化为网格部件，方法是：进入Mesh 功能模块，点击主菜单Mesh→Create Mesh Part。 [8](pp31)初始分析步只有一个，名称是initial，它不能被编辑、重命名、替换、复制或删除。在初始分析步之后，需要创建一个或多个后续分析步，主要有两大类：（1）通用分析步（general analysis step）可以用于线性或非线性分析。常用的通用分析步包含以下类型： —Static, General: ABAQUS/Standard 静力分析 —Dynamics, Implicit: ABAQUS/Standard 隐式动力分析 —Dynamics, Explicit: ABAQUS/ Explicit 显式动态分析 （2）线性摄动分析步（linear perturbation step）只能用来分析线性问题。在ABAQUS/Explicit 中 不能使用线性摄动分析步。在ABAQUS/Standard 中以下分析类型总是采用线性摄动分析步。 —Buckle: 线性特征值屈曲。 —Frequency: 频率提取分析。 —Modal dynamics: 瞬时模态动态分析。 —Random response: 随机响应分析。 —Response spectrum: 反应谱分析。 —Steady-state dynamics: 稳态动态分析。 [9]（pp33）在静态分析中，如果模型中不含阻尼或与速率相关的材料性质，“时间”就没有实际的物 理意义。为方便起见，一般都把分析步时间设为默认的 1。每创建一个分析步，ABAQUS/CAE 就会自动生成一个该分析步的输出要求。 [10] （pp34）自适应网格主要用于ABAQUS/Explicit 以及ABAQUS/Standard 中的表面磨损过程 模拟。在一般的ABAQUS/Standard 分析中，尽管也可设定自适应网格，但不会起到明显的作用。 Step 功能模块中，主菜单Other→Adaptive Mesh Domain 和Other→Adaptive Mesh Controls 分别 设置划分区域和参数。 [11]（pp37）使用主菜单Field 可以定义场变量（包括初始速度场和温度场变量）。有些场变量与分析步有关，也有些仅仅作用于分析的开始阶段。使用主菜单Load Case 可以定义载荷状况。载荷状况由一系列的载荷和边界条件组成，用于静力摄动分析和稳态动力分析。 一．创建部件 1.打开abaqus; 开始/程序/Abaqus6.10-1/Abaque CAE 2.Model/Rename/Model-1,并输入名字link4 3.单击Create part弹出Create part对话框， Name输入link-4; Modeling Space 选择2D Planar Type 选择Deformable Base Feature 选择Wire Approximate size 输入800；然后单击continue 4.单击(Create Lines:connected)通过点(0,0)、(400,0)、(400,300)、(0,300)单击(Create Lines:connected)连接(400,300)和(0,0)两点，单击提示区中的Done按钮(或者单击鼠标滚轮，也叫中键)，形成四杆桁架结构 5.单击工具栏中的(Save Model Database),保存模型为link4.cae 二.定义材料属性 6.双击模型树中的Materials(或者将Module切换到Property,单击Create Material -ε) 弹出Edit Material对话框后。 执行对话框中Mechanical/Elasticity/Elastic命令， 在对话框底部出现的Data栏中输入Young’s Module为29.5e4， 单击OK.完成材料设定。 7.单击“Create Section ”,弹出Create Section对话框， Category中选择Beam; Type中选择Truss; 单击continue按钮 弹出Edit Section对话框， 材料选择默认的Material-1,输入截面积(Cross-sectional area)为100，单击ok按钮。 铰链 一、创建部件 1、进入部件模块。。点击创建部件。 命名为Hinge-part，其他的选项选择如右下图所示。点击 “继续”，进入绘图区。 2、点击，在绘图区绘一个矩形。再点击，将尺寸改为 0.04*0.04。单击鼠标中键。 3、在弹出的对话框中输入0.04作为拉伸深度。点击”确定”。 4、点击创建拉伸实体，点击六面体的一个面，以及右侧的边。进入到绘图区域。 5、如下图那样利用创建三条线段。利用将两条横线都改为0.02mm长。 6、选择，做出半圆。 7、点击，以半圆的圆心为圆心，做圆。 8、点击为圆标注尺寸。输入新尺寸0.01。 9、在弹出的对话框里输入拉伸深度为0.02，拉伸方向：翻转。点击“确定”。 10、在模型树的部件里，选择圆孔部件。右击，编辑。将内孔直径改为0.012.。确定。 创建润滑孔 1、进入草图模块。创建名为hole的草图。如右图所示。单击“继续”。 2、单击做一个直径为0.012的圆。单击鼠标中键。进入部件模块。 3、选择主菜单栏的工具→基准。对话框选择格式如下图所示。 选择半圆形边。参数设为0.25。。单击中键，点就建好了。软件提示选择一个轴。那么，我们就创建一个基准轴。如上图右侧所示。选择刚刚建好的那一点以及圆孔的中心，过这两点创建一个轴。再在基准处点击如下图所示，选择刚刚建好的点和轴，那么面也就建好了。 4、点击，视图左下角的显示区显示，选择上一步中创建的基准面，再选一个边。如图所示。进入绘图区。 6、导入之前绘制的小润滑孔hole。利用将孔移植所需位置。单击中键。选择正确的翻 转方向。对话框按右下图设置。确定。 7、将部件的名称改成hinge-hole，并复制一个命名为hinge-solid。 将hinge-solid的模型树张开，删除其下的特征，即该部件不带孔。 8、创建第三个部件：刚体销。 点击创建部件按钮，命名为pin，解析刚体，旋转壳。具体见下图所示。单击“继 续”，在出现的旋转轴右侧画一条垂直向下的直线。用将该直线的长度改为0.06，与旋转轴的距离为0.012，点击确定，界面出现旋转之后的销。 算例二铰链 一、创建部件 1、进入部件模块。。点击创建部件。 命名为Hinge-part，其他的选项选择如右下图所示。点击 “继续”，进入绘图区。 2、点击，在绘图区绘一个矩形。再点击，将尺寸改为 0.04*0.04。单击鼠标中键。 3、在弹出的对话框中输入0.04作为拉伸深度。点击”确定”。 4、点击创建拉伸实体，点击六面体的一个面，以及右侧的边。进入到绘图区域。 5、如下图那样利用创建三条线段。利用将两条横线都改为0.02mm长。 6、选择，做出半圆。 7、点击，以半圆的圆心为圆心，做圆。 8、点击为圆标注尺寸。输入新尺寸0.01。 9、在弹出的对话框里输入拉伸深度为0.02，拉伸方向：翻转。点击“确定”。 10、在模型树的部件里，选择圆孔部件。右击，编辑。将内孔直径改为0.012.。确定。 创建润滑孔 1、进入草图模块。创建名为hole的草图。如右图所示。单击“继续”。 2、单击做一个直径为0.012的圆。单击鼠标中键。进入部件模块。 3、选择主菜单栏的工具→基准。对话框选择格式如下图所示。 选择半圆形边。参数设为0.25。。单击中键，点就建好了。软件提示选择一个轴。那么，我们就创建一个基准轴。如上图右侧所示。选择刚刚建好的那一点以及圆孔的中心，过这两点创建一个轴。再在基准处点击如下图所示，选择刚刚建好的点和轴，那么面也就建好了。 4、点击，视图左下角的显示区显示，选择上一步中创建的基准面，再选一个边。如图所示。进入绘图区。 6、导入之前绘制的小润滑孔hole。利用将孔移植所需位置。单击中键。选择正确的翻 转方向。对话框按右下图设置。确定。 7、将部件的名称改成hinge-hole，并复制一个命名为hinge-solid。 将hinge-solid的模型树张开，删除其下的特征，即该部件不带孔。 8、创建第三个部件：刚体销。 点击创建部件按钮，命名为pin，解析刚体，旋转壳。具体见下图所示。单击“继 续”，在出现的旋转轴右侧画一条垂直向下的直线。用将该直线的长度改为0.06，与旋转轴的距离为0.012，点击确定，界面出现旋转之后的销。 ANSYS谱分析的概念、步骤及关键点 谱是谱值和频率的关系曲线，反映了时间-历程载荷的强度和频率之间的关系。 响应谱代表系统对一个时间-历程载荷函数的响应，是一个响应和频率的关系曲线。 谱分析是一种将模态分析结果和已知谱联系起来的计算结构响应的分析方法，主要用于确定结构对随机载荷或随时间变化载荷的动力响应。谱分析可分为时间-历程分析和频域的谱分析。时间-历程谱分析主要应用瞬态动力学分析。谱分析可以代替费时的时间-历程分析，主要用于确定结构对随机载荷或时间变化载荷（地震、风载、海洋波浪、喷气发动机推力、火箭发动机振动等）的动力响应情况。谱分析的主要应用包括核电站（建筑和部件），机载电子设备（飞机/导弹），宇宙飞船部件、飞机构件，任何承受地震或其他不规则载荷的结构或构件，建筑框架和桥梁等。 功率谱密度（Power Spectrum Density）：是结构在随机动态载荷激励下响应的统计结果，是一条功率谱密度值-频率值的关系曲线，其中PSD可以是位移PSD、速度PSD、加速度PSD、力PSD等形式。数学上，PSD-频率关系曲线下面的面积就是方差，即响应标准偏差的平方值。 ANSYS谱分析分为3种类型： *响应谱分析（SPRS OR MPRS） ANSYS响应谱分为单点响应谱和多点响应谱，前者指在模型的一个点集（不局限于一个点）定义一条响应谱；后者指在模型的多个点集定义多条响应谱。 * 动力设计分析（DDAM） 动力分析设计是一种用于分析船舶装备抗震性的技术 *随机振动分析（PSD） 随机振动分析主要用于确定结构在具有随机性质的载荷作用下的响应。 与响应谱分析类似，随机振动分析也可以是单点的或多点的。。在单点随机振动分析时，要求在结构的一个点集上指定一个PSD；在多点随机振动分析时，则要求在模型的不同点集上指定不同的PSD。 一单点响应谱分析 基本步骤 （1）建立模型 （2）求得模态解 （3）求得谱解 （4）扩展模态 （5）合并模态 （6）观察结果 1.模型的建立 *只允许线性行为，任何非线性特性均作为线性处理，即非线性行为无效； *一定要定义弹性模量EX和密度DENS ABAQUS/CAE实例教程 我们将通过ABAQUS/CAE完成上图的建模及分析过程。 首先我们创建几何体 一、创建基本特征： 1、首先运行ABAQUS/CAE，在出现的对话框内 选择Create Model Database。 2、从Module列表中选择Part，进入Part模块 3、选择Part→Create来创建一个新的部件。在 提示区域会出现这样一个信息。 4、CAE弹出一个如右图的对话框。将这个部件 命名为Hinge-hole，确认Modeling Space、Type和Base Feature的选项如右图。 5、输入200作为Approximate size的值。点击 Continue。ABAQUS/CAE初始化草图，并显示格子。 ６、在工具栏选择Create Lines: Rectangle(4 Lines) ，在提示栏出现如下的提示后，输入（20,20）和 （-20,-20），然后点击３键鼠标的中键（或滚珠）。 ７、在提示框点击OK按钮。CAE弹出 Edit Basic Extrusion对话框。 ８、输入40作为Depth的数值，点击 OK按钮。 二、在基本特征上加个轮缘 １、在主菜单上选择Shape→Solid→Extrude。 ２、选择六面体的前表面，点击左键。 ３、选择如下图所示的边，点击左键。 ４、如右上图那样利用图标创建三条线段。 ５、在工具栏中选择Create Arc: Center and 2 Endpoints ６、移动鼠标到(40,，圆心，点击左键，然后将鼠标移到(40,20)再次点击鼠标左键，从已画好区域的外面将鼠标移到(40,20)，这时你可以看到在这两个点之间出现一个半圆，点击左键完成这个半圆。 ７、在工具栏选择Create Circle: Center and Perimeter ８、将鼠标移动到(40,点击左键，然后将鼠标移动到(50,点击左键。 ９、从主菜单选择Add→Dimension→Radial，为刚完成的圆标注尺寸。 10、选择工具栏的Edit Dimension Value图标 11、选择圆的尺寸(10)点击左键，在提示栏输入12，按回车。再次点击Edit Dimension Value，退出该操作。 12、点击提示栏上的Done按钮。 13、在CAE弹出的Edit Extrusion对话框内输入20作为深度的值。CAE以一个箭头表示拉伸的方向，点击Clip可改变这个方向。点击OK，完成操作。 三、创建润滑孔 １、进入Sketch模块，从主菜单选择Sketch→Create， 命名为Hole，设置200为Approximate Size的值，点击Continue。 ２、创建一个圆心在(0,0)，半径为3圆，然后点击 Done，完成这一步骤。 ３、回到Part模块，在Part下拉菜单中选择Hinge-hole。 ４、在主菜单中选择Tools→Datum，按右图所示选择对 话框内的选项，点击Apply。 ５、选择轮缘上的一条边，见下图，参数的值是从0到１， 如果，箭头和图中所示一样就输入，敲回车，否则就输入 。ABAQUS/CAE在这条边的1/4处上创建一个点。 ６、创建一个基线，在Create Datum对话框内选择Axis， ANSYS 动力分析(18) - 随机振动分析- 实例(1) 2010-09-26 07:41:23| 分类：ANSYS 动力分析| 标签：随机振动实例模型飞机机翼psd|举报|字号订阅 PSD 实例：模型飞机机翼的随机振动 说明： 确定由于施加在机翼根部的Y 向加速度PSD，在模型飞机机翼中造成的位移和应力。假设机翼在Z=0 处固支。 操作指南 1. 清除数据库并读入文件wing. inp 以创建几何模型和网格。 2. 定义材料属性： 弹性模量= 38000 psi 泊松比= 0.3 密度= 1.033E-3/12 lbf-sec2/in4 = 8.6083E-5 3. 施加边界条件。 提示：选择在areas 上施加位移约束，拾取Z=0 处所有的Areas，约束所有自由度。 4. 定义新分析为Model，使用Block Lanczos 方法，抽取和扩展前15 个自然模态。然后求解Current LS。 5. 查看模态形状，如图为前 4 阶振型。 6. 使用所显示的 PSD 谱，执行 PSD Spectrum 分析。 首先定义分析类型为 Spectrum 分析类型为 PSD，使用全部模态，计算单元应力：注意激活“Calculate elem stresses”选项。 7. 在基础上施加指定的 PSD 谱 (注意：确保 PSD 的单位是 G2/Hz)。 施加 Y 向激励 (方法是：在基础节点上施加单位 Y 向位移)。 设置常阻尼比 0.02： 设置有关参数–重力加速度值 注意：响应谱类型选择 Accel (g**2/Hz)，否则后面的 PSD 谱应该输入实际加速度值： 定义 PSD 谱表格： §4、5随机振动(PSD)分析步骤 PSD分析包括如下六个步骤： 1．建造模型； 2．求得模态解； 3．扩展模态； 4．获得谱解； 5．合并模态； 6．观察结果。 以上六步中，前两步跟单点响应谱分析一样，后四步将在下面作详细讲解。ANSYS/Professional产品中不能进行随机振动分析。 如果选用GUI交互方法进行分析，模态分析选择对话框（MODOPT命令）中包含有就是否进行模态扩展选项（MXPAND命令），将其设置为YES就可以进行下面得：扩展模态。这样，第二步（求得模态解）与第三步（扩展模态）就合并到一个步骤中进行计算。 §4、4、9建造模型 该步与其它分析类型建立模型得过程相似，即定义工作名、分析得标题、单元类型、单元实常数、材料性质、模型几何形状等。注意以下两点： ·只有线性行为在谱分析中才就是有效得。任何非线性单元均作为线性处理。如果含有接触单元，那么它们得刚度始终就是初始刚度，不再改变； ·必须定义材料弹性模量（EX）（或其她形式得刚度）与密度（DENS）。材料得任何非线性将被忽略，但允许材料特性就是线性得、各向同性或各向异性以及随温度变化或不随温度变化。 §4、5、0获得模态解 结构得模态解（固有频率与振型）就是计算谱解所必须得。模态分析得具体过程在《模态分析》中已经阐述过，这里还需注意以下几点： ·使用Block Lanczos法（缺省）、子空间法或缩减法提取模态。非对称法、阻尼法、QR阻尼法以及PowerDynamics法对下一步谱分析就是无效得； ·所提取得模态数目应足以表征在感兴趣得频率范围内结构所具有得响应； ·如果使用GUI交互式方法进行分析，模态分析设置[MODOPT]对话框得扩展模态选项置为NO状态，那么模态计算时将不进行模态扩展，但就是可以选择地扩展模态（参瞧MXPAND命令得SIGNIF输入项得用法）。否则，将扩展模态选项置为YES状态。 ·材料相关阻尼必须在模态分析中进行指定； ·必须在施加激励谱得位置添加自由度约束； ·求解结束后退出SOLUTION处理器。 §4、5、1扩展模态 无论选用子空间法、Block Lanczos法还就是缩减法，都必须进行模态扩展。关于模态扩展，《动力学分析指南—模态分析》部分“扩展模态”一节有详细讲述。另外还需注意以下几点： ·只有扩展后得模态才能在以后得模态合并过程中进行模态合并操作； ·如果对谱所产生得应力感兴趣，这时必须进行应力计算。在缺省情况下，模态扩展过程就是不包含应力计算得，这同时意味着谱分析将不包含应力结果数据。 ·模态扩展可以作为一个独立得求解过程，也可以放在模态分析阶段； ·在模态扩展结束之后，应执行FINISH命令退出求解器（SOLUTION）。 正如《动力学分析指南—模态分析》部分中讲述得那样，在进行模态分析时执行MXPAND命令就可以将模态求解与模态扩展合并成一步（GUI交互方法与批处理方法）。 §4、5、2获得谱解 功率谱密度谱求解时，系统数据库必须包含模态分析结果数据，以及模态求解获得得下列文件：Jobname、MODE、Jobname、ESAV、Jobname、EMAT、Jobname、FULL（仅子空间法与Block Lanczos法有）与Jobname、RST。 1、进入求解器(/SOLU命令) Command: /SOLU GUI: Main Menu > Solution (北京) CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM 《工程分析软件应用基础》保险杠撞击刚性墙的实例分析 院系名称：机械与储运工程学院 专业名称：机械工程 学生姓名： 学号： 指导教师： 完成日期2014年5月1日 1.应用背景概述 随着科学技术的发展，汽车已经成为人们生活中必不可少的交通工具。但当今由于交通事故造成的损失日益剧增，研究汽车的碰撞安全性能，提高其耐撞性成为各国汽车行业研究的重要课题。目前国内外许多著名大学、研究机构以及汽车生产厂商都在大力研究节省成本的汽车安全检测方法，而汽车碰撞理论以及模拟技术随之迅速发展，其中运用有限元方法来研究车辆碰撞模拟得到了相当的重视。而本案例就是取材于汽车碰撞模拟分析中的一个小案例―――保险杠撞击刚性墙。 2.问题描述 该案例选取的几何模型是通过导入已有的*.IGS文件来生成的（已经通过Solidworks软件建好模型的），共包括刚性墙（PART-wall）、保险杠（PART-bumper）、平板（PART-plane）以及横梁（PART-rail）四个部件，该分析案例的关注要点就是主要吸能部件（保险杠）的变形模拟，即发生车体碰撞时其是否能够对车体有足够的保护能力？这里根据具体车体模型建立了保险杠撞击刚性墙的有限元分析模型，为了节省计算资源和时间成本这里也对保险杠的对称模型进行了简化，详细的撞击模型请参照图1所示，撞击时保险杠分析模型以2000mm/s的速度撞击刚性墙，其中分析模型中的保险杠与平板之间、平板与横梁之间不定义接触，采用焊接进行连接，对于保险杠和刚性墙之间的接触采用接触对算法来定义。 1.横梁（rail） 2.平板（plane） 3.保险杠（bumper） 4.刚性墙（wall） 图2.1 碰撞模型的SolidWorks图ANSYS随机振动理论
(完整word版)abaqus6.12-典型实例分析
利用ANSYS随机振动分析功能实现随机疲劳分析.
ABAQUS时程分析实例
ANSYS动力学分析
(最新整理)ABAQUS金属切削实例步骤
(完整word版)ABAQUS实例分析
(完整word版)本人学习abaqus五年的经验总结-让你比做例子快十倍
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随机振动分析实例
ANSYS随机振动理论
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