ANSYS弹簧谐响应分析

质量-弹簧系统的谐响应分析

一、实验目的

1、学会分析实际工程问题的方法

2、掌握谐响应分析分析方法

3、学会对问题的抽象处理

二、实验器材

能够安装ANSYS软件，CPU2.0GHz以上，内存1G以上，硬盘5G空间的计算机

三、实验说明

任何持续的周期载荷将在结构系统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克服共振、疲劳及其他受迫振动引起的有害结果。

谐响应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，并进一步观察峰值频率对应的应力。

四、实验内容和步骤

（一）前处理

1.定义工作名：Utility Menu > File > Change Title,在弹出Change Title的对

话框，输入07060241x18,然后单击OK按钮。

2.定义单元类型：Main Menu > Preprocessor > Element Type>Add/Edit/Delete,

弹出“Element Types”对话框，单击Add按钮，弹出“Library of Element

Types ”对话框，在左边的滚动条中选择Structural及其下的 Combination，

在右边的滚动条中选择 Spring-damper14 ，单击Apply按钮。

3.在左面滚动栏中选择“Structural”及其下的“Mass”，在右面的滚动栏中选中

“ 3D mass 21”,单击Ok按钮。

4.单击“Element Types”对话框的Close按钮，关闭对话框。

5.定义实常数：Main Menu > Preprocessor > Real Constants >Add/Edit/Delete,

弹出Real Constant对话框，单击 Add 按钮，弹出Element Type for Real Constants对话框.

6.在“Element Types for Real Constants”对话框中单击选取“Type 1 COMBIN14”,

单击OK按钮。

7.又在Types”对话框中单“Element击Add按钮,弹出“Element Types for Real

Constants”对话框，在该对话框中选取“Type 2 MASS 21”, 单击OK按钮。

8.单击“Real Constants”对话框中的Close按钮，关闭该对话框

9.创建节点：Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Nodes>In Active

CS,弹出对话框。在输入栏中分别输入0、0、0，Apply按钮。

10.继续在“Create Nodes in Actives Coordinate System”对话框中，在“NODE Node

number”后面的输入栏中输入4，在“X，Y，Z Location in active CS”后面的输入栏中分别1，0，0，单击OK按钮。

11.打开节点编号显示控制

12.插入新节点:Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create >Nodes >Fill

between Nds,弹出一个拾取框，单击OK按钮，弹出对话框，单击OK 按钮。

13.选择菜单路径：Utility Menu > PlotCtrls > Window Controls > Window Options,。

14.创建梁单元：Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Elements > Auto

Numbered > Thru Nodes,弹出Elements from Nodes的拾取框。

15.用鼠标在屏幕上拾取编号为1和2的节点，单击Apply按钮，屏幕上在节点1和

节点2 之间出现一条直线

16.用鼠标在屏幕上拾取编号为2和3的节点，单击Apply按钮，屏幕上在节点2和

节点3 之间出现一条直线

17.用鼠标在屏幕上拾取编号为3和4的节点，屏幕上在节点3和节点4 之间出现一

条直线，单击OK按钮关闭拾取菜单。

18.设置单元属性：Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Elements >

Elem Attributes,弹出Element Attributes对话框。

19.创建质量单元：Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Elements>

Auto Numbered > Thru Nodes,弹出Elements from Nodes的拾取框。

20.用鼠标在屏幕上拾取节点2，单击Apply按钮

21.用鼠标在屏幕上拾取节点3，单击OK按钮。

（二）加载和求解

22.定义求解类型：Main Menu > Solution > Analysis Type > New Analysis.出现

一个对话框，选中Harmonic,单击OK按钮。

23.设置求解选项：Main Menu > Solution > Analysis Type > Analysis Options,

出现Harmonic Analysis对话框。

24.接着弹出Full Harmonic Analysis对话框，单击ＯＫ按钮接受默认选项。

25.设置输出选项:Main Menu > Solution > Load Step Opts > Output Ctrls > Solu

Printout,弹出Solution Printout Controls对话框，在FREQ Print frequency

后面单击选中Last substep，单击OK按钮。

26.设置时间子步选项:Main Menu > Solution > Load Step Opts > Time/Frequenc >

Freq and Substeps,弹出Harmonic Frequency and Substep Options对话框,填

写harmoric freq range：0 7.5 number of substeps：30

27.施加边界条件：Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural >

Displacement > On Nodes,出现Apply U,ROT on Nodes拾取菜单。