利用ansys软件进行1D问题动力学分析

ANSYS典型动力学分析的方法和步骤

前5阶振动频率列表
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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动力学分析汇总

ANSYS动力学分析汇总ANSYS动力学分析是一种用于研究和分析物体运动和受力的工程分析方法。

它可以帮助工程师和设计师理解和优化物体在运动过程中的性能和可靠性。

ANSYS软件提供了丰富的工具和功能，用于进行各种类型的动力学分析，包括刚体动力学、柔性体动力学、液体动力学等。

本文将对ANSYS动力学分析的基本原理和方法进行总结。

ANSYS动力学分析的基本原理是基于牛顿力学定律和动力学方程。

牛顿力学定律可以用来描述物体在受到力的作用下的运动状态。

动力学方程可以用来计算物体在运动过程中的加速度、速度和位移等参数。

在ANSYS 中，可以通过建立适当的模型和应用适当的边界条件来模拟物体的运动和受力情况，并使用动力学方程进行计算和分析。

在进行ANSYS动力学分析时，首先需要建立几何模型。

可以使用ANSYS的几何建模工具来绘制物体的几何形状，并定义其材料属性、边界条件等。

然后，需要定义物体的运动约束和受力条件。

运动约束可以用来限制物体的运动自由度，例如固定物体的特定点或轴。

受力条件可以用来模拟物体受到的外部力和力矩的作用，例如重力、摩擦力、碰撞力等。

在进行ANSYS动力学分析之前，需要定义问题的初始条件和边界条件。

初始条件是指物体在分析开始时的状态，例如初始位置、速度和加速度等。

边界条件是指物体与外界或其他物体之间的相互作用条件。

例如，在液体动力学分析中，可以定义物体与周围液体之间的流体力学条件，例如流速、压力和粘性等。

完成模型和条件的定义后，可以进行ANSYS动力学分析。

ANSYS提供了一系列求解器和分析工具，用于计算物体在运动过程中的运动和受力情况。

可以通过选择适当的求解器和设置计算参数来进行分析。

在分析过程中，可以观察物体的运动轨迹、变形情况、受力分布等变化，并根据需要进行结果的后处理和解读。

ANSYS动力学分析可以应用于多个领域和行业，例如机械工程、汽车工程、航空航天工程等。

它可以用于优化产品的设计和性能，预测物体的运动和受力情况，评估产品的可靠性和安全性等。

Ansys-Workbench动力学分析

4.1: 动力学绪论
第一节动力学分析目的及定义为什么要对结构进行动力学分析？
土木建筑、地质工程领域
1940年11月7日倒塌—风载
1940年7月1日通车美国塔科曼悬索大桥
交通运输、航空航天领域
机械、机电领域
什么是结构动力学？
定义：研究结构在动力荷载作用下的动力反应。
目的：动力荷载作用下结构的内力和变形；
4.2: 模态分析
第一节模态分析的含义
什么是模态分析?
模态分析是用来确定结构的振动特性（固有频率和振型）的一种技术。模态分析的好处：
– 使结构设计避免共振或以特定频率进行振动（例如扬声器）；
– 使工程师可以认识到结构对于不同类型的动力载荷是如何响应的。
建议：在准备进行其它动力分析之前首先要进行
单地用简谐函数来表示。
FP
t
（3）冲击荷载荷载的幅值(大小)在很短时间内急剧增大或急剧减小。
FP 冲击荷载
t
FP 突加荷载
t
（4）随机荷载荷载的幅值变化复杂、难以用解析函数解析表示的荷载。
风荷载地震作用
25 Wind speed (m/s) 20
15
10
5
0
0
50
100
脉动风
平均风
150
200
fn
n 2
为系统的固有频率，Hz
1 2
T
fn n
为系统的周期，s
2.二自由度无阻尼线性系统
对质量块m1、 m2受力分析，由Newton第二定律得
mm12xx12 kk13xx12kk22(
x2 x1) (x2 x1)
mm12xx12(kk21x1

ANSYS动力学分析

ANSYS动力学分析ANSYS（Analysis System）是由美国ANSYS公司开发的一款计算机辅助工程分析软件，广泛应用于工程领域的结构力学、流体力学、电磁场和热传导等方面的分析计算。

其中，动力学分析是ANSYS的一个重要模块，主要用于分析和模拟机械系统在动态载荷下的响应和行为。

动力学分析是通过模拟和分析物体的运动过程来揭示其受力和受弯的内部原因，以及预测其在不同动态载荷下的响应和行为。

通过对机械系统进行动力学分析，我们可以了解结构的强度和刚度，预测结构在运动过程中的变形和应力分布，并给出相应的改进和优化建议。

因此，动力学分析在新产品的设计改进、故障排查和现有结构评估等方面具有重要的应用价值。

动力学分析使用的数学模型主要基于牛顿力学原理，将机械系统简化为质量、刚度和阻尼等基本参数的集合。

通过在ANSYS中建立适当的几何模型和边界条件，可以通过施加合适的载荷或运动条件来模拟机械系统的运动过程。

在此基础上，ANSYS还提供了一系列强大的分析工具，如求解器、后处理和可视化工具等，使得用户可以全面、准确地分析和评估机械系统的动态响应。

在动力学分析中，常见的问题包括振动、冲击、疲劳和动态响应等。

振动分析研究结构在自身固有频率下的振动特性，包括固有频率、振型和模态质量等。

冲击分析一般用于模拟机械系统在外界冲击载荷下的响应，如撞击、爆炸等。

疲劳分析则研究结构在重复载荷作用下的寿命与损伤。

动态响应分析综合考虑质量、刚度和阻尼等因素，研究结构在动态载荷下的响应和行为。

ANSYS在动力学分析方面提供了多种分析方法和工具，包括模态分析、响应谱分析、频率响应分析、时程分析、非线性动力学分析等。

模态分析提供了机械系统的固有频率、振型和模态质量等信息，可以帮助优化结构的设计。

响应谱分析可根据外界地震激励谱进行分析，预测结构在地震等自然灾害发生时的抗震性能。

频率响应分析模拟了机械系统在受到调制频率载荷时的响应，包括位移、速度和加速度等。

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。

ANSYS workbench 多体动力学分析功能说明

ANSYS Workbench 刚柔混合－－多体动力学分析
刚体动力学分析模块（ANSYS Rigid Dynamics）
ANSYS Rigid Dynamics是ANSYS 产品的一个附加模块，它集成于ANSYS Workbench环境下（继承了 Workbench与各种CAD软件之间的良好接口能力，如双向参数链接和互动等），在ANSYS 所具有的柔性体动力学（瞬态动力学）分析功能的基础上，基于全新的模型处理方法和求解算法（显式积分技术），专用于模拟由运动副和弹簧连接起来的刚性组件的动力学响应。其功能简述如下：
自动探测运动副利用自动探测运动副功能来建立零件之间的连接关系。根据自动探测的结果，可以快速修改运动副的连接关系。完整的运动副类型和弹簧
利用完整的运动副类型（固定、转动、柱面滑动和转动、平动、滑槽、万向连接、球铰、平面运动、自定义等）和弹簧来建立零件之间的连接，提供精确的定位方法保证零件间的定位。提供体对体(BTB)和体对地(BTG)等连接方法。与Flexible Dynamics直接耦合可以和ANSYS 模块的Flexible Dynamics功能在Workbench中实现无缝集成，一次求解同时得到结构运动结果和强度/变形结果等，并支持柔性体的各种非线性特性（如接触、大变形、材料非线性等）。用户可自反作用力以及柔体的变形和应力。真正意义上实现了刚柔动力学分析的直接耦合。 Rigid Dynamics独特的前后处理 Windows操作风格目录树管理模型数据库支持两个零件连接面（运动关系）的清晰显示快速高质量的动画显示效果支持多窗口画面分割显示自动生成计算报告
© 2008 PERA Global
ANSYS Workbench 刚柔混合－－多体动力学分析

ansys动力学分析全套讲解

.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阻尼法允在结构中存在阻尼。

后面将详细介绍模态提取法。

§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（手工或以批处理式运行ANSYS时）。

而“模态分析实例（GUI式）”则给出了以从ANSYS GUI中选择菜单选项式进行同一实例分析的步骤。

（要想了解如使用命令和GUI选项建模，请参阅<<ANSYS建模与网格指南>>）。

<<ANSYS命令参考手册>>中有更详细的按字母顺序列出的ANSYS命令说明。

§1.3模态提取法典型的无阻尼模态分析求解的基本程是经典的特征值问题：其中：=刚度矩阵,=第阶模态的振型向量（特征向量）,=第阶模态的固有频率（是特征值）,=质量矩阵。

ANSYS结构动力学分析

GUI：Main Menu>Solution> Load Step Opts>Time/Frequency>Freq and
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)

ANSYS动力学分析指南——模态分析

ANSYS动力学分析指南——模态分析ANSYS动力学分析是一种用于评估和优化机械结构、系统或装置的动态性能的分析方法。

其中模态分析是其中一种常见的分析类型，通过模态分析可以获取结构的固有频率、振型和模态质量等信息，从而更准确地评估结构的动态响应。

下面是一个ANSYS动力学模态分析的步骤指南：1.导入几何模型：首先，需要将几何模型导入到ANSYS中。

可以使用ANSYS自带的几何建模工具创建模型，也可以从CAD软件中导入现有模型。

在导入几何模型时，需要确保模型的几何尺寸和几何形状正确无误。

2.建立材料属性：为了进行动力学分析，在模型中必须定义材料的属性。

这包括材料的密度、弹性模量、泊松比等。

如果需要考虑材料的各向异性，还需要定义合适的各向异性参数。

3.设置边界条件：为了模拟真实工程环境下的载荷作用，需要为模型设置适当的边界条件。

这包括固支约束、加载条件和约束条件等。

在模型中的各个节点上，需要确保边界条件的正确性和合理性。

4.选择求解器类型：ANSYS提供了多种求解器类型，可以根据实际需求选择合适的求解器。

在动力学模态分析中，通常使用的是频域求解器或模型超级定法(Modal Superposition Method)求解器。

5.网格划分：在进行动力学模态分析之前，需要对模型进行网格划分。

网格划分的目的是将连续的结构离散为有限的单元，从而对模型进行数值求解。

在网格划分时，需要根据模型的复杂程度和准确性要求进行适当的划分。

6.设置求解参数：在进行动力学模态分析之前，需要设置一些求解参数。

这包括求解器的收敛准则、求解的频率范围和预期的模态数量等。

这些参数的设置可以影响到求解结果的准确性和计算效率。

7.进行模态分析：设置好求解参数后，可以进行动力学模态分析。

在分析过程中，ANSYS会通过计算结构的固有频率和振型来评估结构的动态响应。

如果需要获取更多的信息，可以通过后处理功能查看模态质量、模态阻尼和模态形状等结果。

ANSYS动力学分析教程

ANSYS动力学分析教程在实际工程结构的设计工作中，动力学设计和分析是必不可少的一部分。

几乎现代的所有工程结构都面临着动力问题。

在航空航天、船舶、汽车等行业，动力学问题更加突出，在这些行业中将会接触大量的旋转结构例如：轴、轮盘等等结构。

这些结构一般来说在整个机械中占有及其重要的地位，它们的损坏大部分都是由于共振引起较大振动应力而引起的。

同时由于处于旋转状态，它们所受外界激振力比较复杂，更要求对这些关键部件进行完整的动力设计和分析。

通常动力分析的工作主要有系统的动力特性分析(即求解结构的固有频率和振型)，和系统在受到一定载荷时的动力响应分析两部分构成。

根据系统的特性可分为线性动力分析和非线性动力分析两类。

根据载荷随时间变化的关系可以分为稳态动力分析和瞬态动力分析。

谐响应分析是用于确定线性结构在承受随时间按正弦(简谐)规律变化的载荷时稳态响应的一种技术。

可以用瞬态动力学分析确定结构在静载荷，瞬态载荷，和简谐载荷的随意组合作用下的随时间变化的位移，应变，应力及力。

而谱分析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情况。

可以很方便地进行各类动力分析问题：模态分析、谐响应分析、瞬态动力分析和谱分析。

动力学分析分类动力学分析根据载荷形式的不同和所有求解的内容的不同我们可以将其分为：模态分析、谐响应分析、瞬态动力分析和谱分析。

下面将逐个给予介绍。

模态分析模态分析在动力学分析过程中是必不可少的一个步骤。

在谐响应分析、瞬态动力分析动分析过程中均要求先进行模态分析才能进行其他步骤。

模态分析的定义模态分析用于确定设计机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，也可以作为其他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谱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。

ANSYS动力学分析

结构动力分析研究结构在动荷载作用的响应(如位移、应力、加速度等的时间历程)，以确定结构的承载能力和动力特性等。

ANSYS动力分析方法有以下几种,现分别做简要介绍.1.模态分析用模态分析可以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）.它也可以作为其他更详细的动力学分析的起点，例如瞬态动力学分析、谐响应分析、谱分析。

用模态分析可以确定一个结构的固有频率和振型。

固有频率和振型是承受动态荷载结构设计中的重要参数.如果要进行谱分析或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。

ANSYS的模态分析是一线性分析,任何非线性特性（如塑性和接触单元）即使定义了也将忽略。

可进行有预应力模态分析、大变形静力分析后有预应力模态分析、循环对称结构的模态分析、有预应力的循环对称结构的模态分析、无阻尼和有阻尼结构的模态分析。

模态分析中模态的提取方法有七种，即分块兰索斯法、子空间迭代法、缩减法或凝聚法、PowerDynamics 法、非对称法、阻尼法、QR阻尼法,缺省时采用分块兰索斯法。

2。

谐响应分析任何持续的周期荷载将在结构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地克服共振、疲劳及其他受迫振动引起的有害效果。

谐响应分析是用于确定线性结构在承受随时间按正弦(简谐）规律变化的荷载时的稳态响应的一种技术。

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，并进一步观察频率对应的应力。

这种分析技术只计算结构的稳态受迫振动.发生在激励开始时的瞬态振动不在谐响应分析中考虑。

谐响应分析是一种线性分析。

任何非线性特性，如塑性和接触（间隙）单元，即使被定义了也将被忽略，但在分析中可以包含非对称系统矩阵，如分析流体-结构相互作用问题。

谐响应分析同样也可以分析有预应力结构,如小提琴的弦（假定简谐应力比预加的拉伸应力小得多)。

ANSYS动力分析

ANSYS动力分析动力分析是指利用ANSYS软件进行物体的动力学分析。

动力学分析是一种通过分析物体所受的力以及物体内部的应力和位移等参数，来研究物体在运动过程中的行为的方法。

在进行动力学分析之前，需要先对物体进行建模和网格划分。

在ANSYS软件中，可以使用不同的建模工具来绘制模型，如实体建模工具、面片建模工具等，然后使用网格划分工具将模型划分为有限元网格。

有限元网格是动力学分析的基础，通过在网格单元上建立方程组，并对其进行离散化，可以得到物体在动力学分析过程中对应的位移、速度和加速度等信息。

在进行动力学分析时，需要先定义物体所受的外力。

外力可以分为静力和动力两种。

静力是指不随时间变化的力，如重力、约束力等。

动力是指随时间变化的力，如冲击力、振荡力等。

外力可以通过加载和施加相应的约束来定义。

在动力学分析过程中，可以通过求解物体上的运动方程来获得物体的位移、速度和加速度等信息。

根据牛顿第二定律，可以得到物体的运动方程：F=m*a，其中F为物体所受的力，m为物体的质量，a为物体的加速度。

通过求解运动方程，可以得到物体在动力学分析过程中的运动情况。

动力学分析可以用于多种应用场景，如汽车碰撞分析、风力发电机械分析、飞机结构分析等。

在汽车碰撞分析中，可以通过动力学分析来模拟汽车在碰撞过程中的行为，如车辆的变形情况、车辆上乘员的受力情况等。

在风力发电机械分析中，可以通过动力学分析来模拟风力发电机械在风力作用下的运动情况，如叶轮的转速、齿轮的受力情况等。

在飞机结构分析中，可以通过动力学分析来模拟飞机在起飞、着陆等过程中的变形和受力情况，从而评估飞机结构的稳定性和安全性。

动力学分析在工程设计和科学研究中有着广泛的应用。

通过动力学分析，可以预测物体在运动过程中的变形和破坏情况，从而指导工程设计和制造过程。

此外，动力学分析还可以用来验证理论模型和进行参数敏感性分析，从而改进和优化设计方案。

总之，ANSYS动力学分析是一种通过分析物体所受的力以及物体内部的应力和位移等参数，来研究物体在运动过程中的行为的方法。

ANSYS动力学分析

A N S Y S动力学分析标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]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。

ansys动力分析

ANSYS 通用有限元软件理论及应用
定义和目的
静力分析也许能确保一个结构可以承受稳定载荷的条件，但这些还远远不够，尤其在载荷随时间变化时更是如此。
著名的美国塔科马海峡吊桥（Galloping Gertie）在 1940年11月7日，也就是在它刚建成4个月后，受到风速为42英里/ 小时的平稳载荷时发生了倒塌。
x = a/2w1 + bw1/2 x = a/2w2 + bw2/2
Damping Ratio
w1
w2
ab b
Frequency
a
ANSYS 通用有限元软件理论及应用
二模态分析
ANSYS 通用有限元软件理论及应用
定义和目的
什么是模态分析? • 模态分析是用来确定结构的振动特性的一种技术：
ANSYS 通用有限元软件理论及应用
通用有限元软件理论及应用（四）
动力分析
ANSYS 通用有限元软件理论及应用
动力分析
一动力学分析概述
二模态分析
三谐响应分析
四瞬态动力学分析
ANSYS 通用有限元软件理论及应用
一动力学分析概述
一动力学分析概述
ANSYS 通用有限元ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ件理论及应用
定义和目的
求解方法
如何求解通用运动方程 ? • 两种主要方法：
– 模态叠加法 – 直接积分法
模态叠加法 • 按自然频率和模态将完全耦合的通用运动方程转化为一组独立的非耦合方程 • 可以用来处理瞬态动力学分析和谐响应分析
ANSYS 通用有限元软件理论及应用
求解方法
直接积分法 • 直接求解运动方程 • 在谐响应分析中，因为载荷和响应都假定为谐函数，所以运动方程是以干扰力频率的函数而不是时间的函数的形式写出并求解的 • 对于瞬态动力学，运动方程保持为时间的函数，并且可以通过显式或隐式的方法求解

ansys动力学分析全套讲解

第一章模态分析§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。

§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<<ANSYS建模与网格指南>>）。

<<ANSYS 命令参考手册>>中有更详细的按字母顺序列出的ANSYS命令说明。

§模态提取方法典型的无阻尼模态分析求解的基本方程是经典的特征值问题：其中：=刚度矩阵,=第阶模态的振型向量（特征向量）,=第阶模态的固有频率（是特征值）,=质量矩阵。

ANSYS显示动力学分析实例

ANSYS显⽰动⼒学分析实例ANSYS显⽰动⼒学分析实例ANSYS有限元仿真3⽉10⽇1410在仿真过程中遇到瞬态⼤变形，材料破坏失效等情况下可以借助ANSYS 的显⽰动⼒学分析来解决。

ANSYS显⽰动⼒学模块包括三种：Explicit Dynamics、ANSYS AUTODYN、ANSYS L S-DYNA。

本期通过⼀个实例来简单介绍下这三个模块的具体操作。

实例问题描述：⼀个⾦属圆柱体快速穿透⾦属板。

求解穿透过程中的最⼤应⼒和穿透⽅向的变形。

通过⽤不同仿真模块计算并⽐较仿真结果。

分析流程图如下。

其中A、B、C分别对应上⾯提到的三个模块。

这三个模块建⽴了数据共享，可避免重复的前处理操作，便于提⾼仿真效率。

分析树如下：1.Explicit Dynamics材料添加和⼏何建模略过...加载情况：固定约束⾦属板⼋条边、⾦属圆柱体运动速度300m/s。

注意分析设置Analysis setting 中的最⼤循环次数Maximum number of cycle和结束时间End Time应设置合理，不宜过⼤。

过⼤容易导致计算时间过长。

等效应⼒和变形求解结果如下图：最⼤等效应⼒为4.9e8，Z轴⽅向的最⼤变形为20.52m。

2.AUTODYNANSYS AUTODYN软件它有不同于Explicit Dynamics的交互式图形界⾯。

如下图所⽰主界⾯。

在AUTODYN软件中不需要再做其他前处理了！因为已经和Explicit Dynamics建⽴数据共享，只需要你轻轻点击RUN即可！这就是流程式分析的优点，⼤⼤的减少了⼯作量。

下⾯是后处理：求取应⼒数据。

按照图中步骤1.选择绘制云图类型contour 2.调出绘图变量contour variable 对话框 3.点击对于变量 4.勾选。

求取变形云图同理。

仿真结果截图如下：最⼤等效应⼒为3.8e8，Z轴⽅向的最⼤变形为19.88m。

⽤两个模块分析⽐较来看，等效应⼒相差稍微较⼤，⽽变形相差很⼩。

基于ANSYS的电机转子的动力学分析

基于ANSYS的电机转子的动力学分析电机转子的动力学分析是电机设计过程中非常重要的一步，它可以帮助工程师优化电机的性能和可靠性。

在进行动力学分析时，通常使用工程仿真软件ANSYS来模拟和分析电机的运动和力学行为。

在进行电机转子的动力学分析时，首先需要确定电机的结构和材料参数。

这包括电机的转子形状、材料特性、叶轮和叶片的结构等。

然后，利用ANSYS软件进行有限元建模，将电机的各个部分进行离散化，确定有限元的节点数和单元类型。

在建立有限元模型时，需要考虑电机的几何形状、质量和惯性分布。

在建立完有限元模型之后，可以利用ANSYS中的动力学分析功能对电机进行力学行为的仿真。

动力学分析可以包括转子的自由振动、受迫振动、失稳分析等。

通过动力学分析，可以了解电机的固有频率、模态形状以及受激励时的响应特性，并根据分析结果进行电机结构参数的优化。

动力学分析还可以帮助工程师评估电机的可靠性和耐久性。

通过对电机在不同工况下的振动、应力、变形等进行分析，可以判断电机在长时间运行过程中是否会出现疲劳破坏、松动等问题。

在动力学分析中还可以考虑电机与周围环境的相互作用，比如电机在高速运转时的气动力、流体力学效应等。

除了动力学分析，ANSYS还可以进行热分析、磁场分析等多种物理场的耦合分析。

通过将转子的动力学分析与热分析、磁场分析等相结合，可以全面评估电机的性能和可靠性。

总之，基于ANSYS的电机转子的动力学分析对于电机设计和性能优化非常重要。

通过动力学分析，可以优化电机的结构参数，提高电机的振动和噪音性能，保证电机的可靠性和耐久性。

同时，动力学分析还可以帮助工程师深入了解电机的机械行为和响应特性，提供有效的设计指导和优化建议。

利用ansys软件进行1D问题动力学分析

1D问题动力学分析
图2.1.1 分析对象简图
1D问题动力学分析所使用的分析对象和静力学分析时使用的对象是一样的，也为一个梁结构，截面为矩形的梁，梁的长度L=10m，截面宽度B=0.1m，高度H=0.15m；制造梁所使用的材料的弹性模量EX=2.1e11，泊松比PRXY=0.3，密度为7860kg/m^3；梁承受均布载荷P=1.0e5Pa。

单元数量数量为11，节点数量为11。

分析对象采用的单元选择为：Beam 2 node 188；
在梁的左右两端分别施加UX、UY、UZ、ROTX的约束，施加约束后的模型如图2.2.1所示
图 2.2.1 施加约束后的梁模型图
指定分析类型，选择“Type of Analysis”为“modal”指定分析选项，指定为“提模态数为5”指定扩展模态数为5，设置好后多模型进行计算分析。

得到各阶频率值如
图2.2.2所示。

图 2.2.2 各阶频率的计算结果五阶频率的振型如图2.2.3—图2.2.7所示
图2.2.3一阶振型图
图2.2.3 二阶振型图
图 2.2.4 三阶振型图
图 2.2.5 四阶振型图
图2.2.6五阶振型图
通过分析五阶频率的振型可知，各阶频率的振动方向都是沿着Y方向的，但是每阶振型的振动方式是不一样的。

ANSYS动力学分析

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.模态分析的步骤模态分析过程由4个主要步骤组成，即建模、加载和求解、扩展模态，以及查看结果和后处理。