基于ANSYS的悬臂梁模态分析_杨笑冬
基于有限元软件ANSYS分析简单悬臂梁的模型
２．２有 限元 网格 处理 速度 的提升
Ｃｎｔｒｌｓ—｝ＭａｎｕａｌＳｉｚｅ＿ Ｌｉｎｅｓ—｝ＡＵ Ｌｉｎｅｓ
有 限元分 析 过程 主要 包含 了三 个 步骤 ：对 分 析对 象进 行 离 ＡＮＳＹＳ Ｍａ ｉｎ Ｍｅｎｕ： Ｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ＿＋ Ｍｅｓｈｉｎｇ－＋ＭｅｓｈｒＩ ｌ
２０１８．２６科 学技 术创新 一１２３一
基 于有 限元软 件 ＡＮＳＹＳ分析 简单悬臂 梁 的模 型
郭安 江 （安徽理工大学 土木建筑学院，安徽 淮南 ２３２００１）
摘 要：作为 目前世界上发展最快的计算机辅助工程（ｃＡＥ）工具 ，ＮＳＹＳ软件的接 口可 以与大多数计算机辅助 工程（ｃＡＥ）工具
关键 词 ：ＡＮＳＹＳ软件 ；有 限元 ；线 性 ；悬臂 梁
中 图 分 类 号 ：ＴＵ３７５．１
文 献 标 识 码 ：Ａ
文章 编号 ：２０９６－４３９０（２０１８）２６－０１２３—０２
１ ＡＮＳＹＳ软 件简 介
于应用线性理论来解决破坏 、裂纹扩展等问题 ，还需要解决材料
为了验证某机械结构系统是否满足安全性等设计需求 ，我 的塑形和蠕变效应 ，此时必须求解材料的非线性问题 ，例如对塑
连接。计算机辅助设计软件相对应 ，为数据的共享和交流提供 了便利 ，例如 Ｃｒｅｏ，ＮＡＳＴＲＡＮ，Ｉ－ＤＥＡＳ，ＡｕｔｏＣＡＤ等软件 。ＡＮＳＹＳ
软件 。包含 了多种有限元分析软件的功能 ，从 简单的线性静 力分析到非常复杂的非线性动 力分析 ，再到电磁 分析、流体分析 、热分
析等。在每一个不同的工程领域 ，ＡＮＳＹＳ软件分析方法有所差别 ，步骤也不一样。本文主要分析简单悬臂梁的有限元模型。
散化 处理 、有 限元求 解 、对计 算 结果 进行 后处 理 。过 去 由于计 算 Ｍｅｓｈ：ｌｉｎｅｓ
ANSYS模态分析实例!
ANSYS模态分析实例!下面以一个简单的悬臂梁为例，介绍如何进行ANSYS模态分析。
首先，在ANSYS软件中创建一个新的工程，并导入悬臂梁的三维模型。
然后，选择“模态分析”模块，进行模态分析设置。
在模态分析设置中，需要设置分析类型、求解器、收敛准则等参数。
在悬臂梁的模态分析中，我们可以选择进行固有频率和振型的分析。
固有频率是结构的自由振动频率，振型是结构在不同固有频率下的形态和振动模式。
为了进行分析，需要给出悬臂梁的材料属性、几何属性和边界条件。
在模态分析中，材料属性可以通过给定材料的密度、弹性模量和泊松比来定义。
几何属性需要给定悬臂梁的截面形状和尺寸。
边界条件则是指定悬臂梁的支撑方式，例如给定支座的约束条件。
在模态分析设置完成后，就可以进行求解了。
ANSYS软件将根据给定的参数进行求解，并输出悬臂梁的固有频率和振型。
用户可以根据固有频率的大小和频率分布，判断结构是否具有较好的动力特性，并针对不足之处进行优化。
通过模态分析，我们可以了解悬臂梁的固有频率和振型，进而评估结构是否满足设计要求。
对于悬臂梁来说，固有频率越高，说明结构越刚硬，越不容易发生振动。
结构的固有频率还与其几何形状、材料特性和约束条件有关。
此外，模态分析还可以帮助设计师发现结构的共振现象，即当外力频率接近结构的固有频率时，会引起结构的剧烈振动。
共振现象会对结构的安全稳定性产生重要影响，因此在设计中需要避免共振现象，或者通过在结构中引入阻尼器等装置来削弱共振效应。
综上所述，ANSYS模态分析是一种用于了解结构动力特性的数值模拟方法。
通过模态分析，可以获取结构的固有频率和振型，并评估结构的动力性能。
在实际工程中，模态分析可以为设计师提供结构优化的依据，以满足设计要求。
基于ANSYS的悬臂梁压电陶瓷单晶片发电特性仿真分析
然 属 性 ， 对 电 材 料 的 压 电 效 应 进 行 分 析 是 一 种 结 构 和 电场 之 ｎ １ Ｊ 的 耦 合 分 析 、， Ｋ电 耦 合 分 析 考 虑 结 构 和
电 场 之 问 的 村ｊ 互 作川 ，对 ｆ ｉ ｔ ｈ Ｈ 激 励 所 引 起 的 电 胝 分
用有限 元分析软 件 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ中的静 力学耦 合场 分析功 能 ， 对压 电模块 中影 响 悬臂 梁压 电 陶瓷发 电装 置的 位 移激 励 、 结构 尺寸 、 材料 属性 等 相 关 因素进 行模拟 仿 真 ， 得 出各 因素对 悬臂 梁压 电 陶瓷发 电装置 发 电
性 能的影 响规 律 ， 为 悬臂 梁压 电陶 瓷发 电装 置的优 化设 计提 供理论 指 导 ．
ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ！ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｅ ｘ ａ ｍ ｉ ｔ ｓ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｓ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｄ ｉ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ．Ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｆ ｕ ｎ ｅ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ
１ 压 电单 元
对 怂 懵 梁 压 电 发 电 装 进 行 结 构 分 析 ． 主 要是 指 机 电耦 合 分 析 。 压 电效 应足 陶瓷 、 英等 压 电材料 的 自
绡构 分析 和 设 汁『 １ ］ ． ．Ｂ ｅ ｎ ｄ ａ ｒ ｙ等 设 定 悬 臂 梁 为 瞅 拉 ｆ ｆ １ 努 利 ， 就 电 振 子 的 静 态 动 态 特 性 进 行 Ｊ 研究 ， 陔 模 型 通 过 ＭＡ Ｔ Ｉ ＡＢ 代 码 模 拟 ， 取 得 了 与ห้องสมุดไป่ตู้其 它 研 究 人
基于ANSYS和实验的悬臂薄板模态分析
基于ANSYS和实验的悬臂薄板模态分析作者：程亮亮张盼龙陈玉刚来源：《科技创新导报》2012年第28期摘要：运用ANSYS 软件对某悬臂薄板进行了模态分析，得到了悬臂薄板的前10阶固有频率和振型，确定了悬臂薄板的振动特性，模态分析提供了研究各种实际结构振动的一条有效途径，从而为以后应用过程中提供了依据。
关键词：Ansys模态分析悬臂薄板振型中图分类号：TH69 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）10（a）-0126-01悬臂薄板的固有特性，在一定程度上可以模拟和反应航空发动机叶片的固有特性。
因而，研究悬臂薄板的固有特性在航空领域具有很重大的意义。
鉴于发动机叶片的振动疲劳故障的不断出现，发动机叶片的振动问题越来越得到研究学者的关注。
叶片是航空发动机的重要零、部件之一，其工作可靠性直接影响发动机的正常运行和飞行安全。
在一般情况下，叶片属于无限寿命设计的零件，即在发动机全寿命期间，叶片不会因为到寿而损坏。
但是在航空发动机的工作过程中，叶片起着气体热能、压力能与气体动能相互转化媒介的作用。
鉴于此特殊功能的关系，叶片的承载情况十分复杂，工作条件十分恶劣。
其承受较高的离心力、气动力、振动应力、温度应力和介质等的综合作用[1]。
因此，对悬臂薄板的研究在航空领域具有重大的意义。
1悬臂薄板有限元分析在SOLID单元分析中，分别建立体模型、面模型，以便分析不同的网格划分方式对结果的影响；在SHELL单元分析中，建立面模型进行分析，利用单元不同的厚度实常数设置对悬臂薄板的厚度进行分析。
对于薄板结构，可以使用SOLID45、SOLID95、SOLID185、SOLID186等类型的单元进行建模。
SOLID45和SOLID185用于建立三维实体结构模型。
该单元由八个节点定义，每个节点有3个自由度：节点坐标系的x、y、z方向的平动。
定义好材料属性后就要对模型进行网格划分。
网格划分时网格密度要选择适中，太密影响分析模型的速度，太疏降低分析的精度[2]。
基于ANSYS有限元法的平面悬臂梁模态分析
基于ANSYS有限元法的平面悬臂梁模态分析孙圣凯【摘要】结构发生共振是工程中常见的问题之一,利用有限元分析软件ANSYS可以准确计算出结构固有频率,进而有效预估其振动特性,优化结构设计.本文以平面悬臂梁为例,介绍ANSYS软件的使用方法,并进行有限元模态分析,得出较为准确的计算结果.【期刊名称】《河南科技》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】3页(P66-68)【关键词】有限元;模态分析;ANSYS;固有振动频率【作者】孙圣凯【作者单位】华北水利水电大学机械学院,河南郑州 450000【正文语种】中文【中图分类】TH132.471 研究背景模态分析是研究结构动力特性的一种方法，一般应用在工程振动领域。
模态是指某一机械结构的固有振动特性。
对机械结构的不同模态进行分析的过程叫做模态分析。
模态分析可以作为动载荷结构设计的重要参考依据，其最终目标是识别出系统的模态参数，即模态频率、模态振型、模态质量、模态向量等，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报乃至动力特性的优化提供参考依据。
悬臂梁是在材料力学中为了便于计算分析而得到的一个简化模型，其一端为固定支座，另一端为不受约束的自由端。
在实际生产生活中，如红绿灯架、飞机机翼、树木枝干都可视为悬臂梁结构。
悬臂梁在工作中很可能受到周期性载荷力的作用，此时若载荷频率与其固有频率相同，会产生共振，进而导致梁体出现扭转载荷和弯曲疲劳。
如飞机机翼受到强气流的振动载荷，则应事先分析其固有频率，避免产生共振现象，使机翼出现形变与疲劳破坏。
为测量悬臂梁类结构的固有频率，本文采用国际通用大型有限元分析软件ANSYS对简化悬臂梁结构进行模态分析。
利用ANSYS进行建模可以避免模型的重复搭建，极大地缩短建立和修改模型的时间［1］，该分析方法对悬臂梁结构特性分析具有重要参考意义。
2 定义悬臂梁基本参数给定的平面悬臂梁参数包括：截面尺寸b×h=0.2m×0.3m，质量密度ρ=7800kg/m3，跨度即长度L=6m，弹性模量E=2.1×1011Pa。
基于ANSYS workbench电动轻卡总成悬置系统支架结构的分析
10.16638/ki.1671-7988.2018.13.002基于ANSYS workbench电动轻卡总成悬置系统支架结构的分析杨含笑，童芸，赵文虎，杨军锋，陈英宏（陕西汽车控股集团有限公司，陕西西安710200）摘要：文章以某款电动载货车动力总成悬置系统优化为研究对象，利用结构分析软件ANSYS workbench对两种不同布置形式悬置系统进行了结构强度、模态分析，并结合整车的NVH对动力总成悬置系统支架的模态要求，选择出合理的一套动力总成悬置方案，提升了整车的NVH性能，研究内容对工程具有实际指导意义。
关键词：动力总成悬置；结构强度；模态；NVH中图分类号：U467文献标识码：A文章编号：1671-7988(2018)13-07-03Analysis of the power assembly suspension system bracket structure forlight-trucks based on ANSYS workbenchYang Hanxiao, Tong Yun, Zhao Wenhu, Yang Junfeng, Chen Yinghong( Shaanxi Automobile Co. Ltd, Shaanxi Xi’an 710200 )Abstract: This article makes a electric vehicle power assembly suspension system optimization as the research object, using the structural analysis software ANSYS workbench analyzed the rate of structural strength, modal of two different layout forms of suspension system, and combined with NVH on vehicle power assembly suspension system requirements, to choose a power assembly suspension scheme to enhance the NVH performance of the vehicle, the research content has practical guiding significance to engineering.Keywords: power assembly suspension; structural strength; mode; NVHCLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)13-07-03引言电动载货车属于新能源汽车，作为重要的物流运输车辆，其在应对城市环境污染、能源危机方面有着巨大的优势，由于物流行业的快速发展，城市和城郊对电动轻卡的需求量日益增长。
ANSYS论文：基于ANSYS的铝合金箱型截面悬臂梁模态分析
ANSYS论文：基于ANSYS的铝合金箱型截面悬臂梁模态分析摘要通过ansys对具有复杂约束条件的铝合金箱型截面悬臂梁进行了模态分析，并将结果与高精度的实验结果进行比较分析，验证了所使用的模态分析方法的正确性及可行性，为解决相似问题提供了一种新方法和新思路。
关键词ansys；模态分析；铝合金；悬臂梁；固有频率振动问题广泛存在于航空航天、机械动力、交通运输及军事国防工业等国民经济的各个领域。
模态分析是在振动测量中求解振动物体固有频率的重要方法。
通过模态分析，可以得到振动系统比较精确的固有频率、模态振型和模态刚度，从而为进一步解决振动问题打下重要基础。
但是在解决某些复杂约束情况下的模态分析问题时，由于无法较好地模拟真实的约束情况而使得求解结果误差很大，缺乏可信度。
本文通过使用ansys对一处于复杂约束情况下的实例进行数值模拟，得到了较精确的结果，为解决相似问题提供了新的思路和方法。
1ansys必要数据准备1.1试样类型及相关数据试样是某种型号的铝合金箱型截面梁，试样一端打有两个孔洞，通过螺丝安装在试验台上，使其成为悬臂梁。
试样的安装构造及横截面尺寸如图1所示。
由米尺测得试样的长度l=441.2mm，横截面上各尺寸及壁厚m由游标卡尺测得。
通过电子秤测得试样的质量m=73.29g。
1.2数据处理由试样长度和质量可求得试样的线密度，即ρ=m/l=0.166kg/m。
计算图1中所示试样横截面对x轴的惯性矩ix的值。
试样壁厚存在不均匀性，为计算简便，设横截面上的坐标原点位于外矩形的形心，上下左右四个小矩形的惯性矩分别为i上、i下、i左、i右，由惯性矩计算公式及移轴定理，可得横截面对x轴的惯性矩ix，即：ix=i上+i下+i左+i右=2579.7mm4。
2弹性模量的测量弹性模量是分析材料力学性能的一个极为重要的固有属性。
在使用ansys对试样进行模态分析时，弹性模量e是极其重要的，故下面来测定试样的弹性模量。
2.1测量方案由于没有对应的夹具，所以无法直接在拉伸试验机上进行该铝合金试样的拉伸试验，故给出以下两种测量其弹性模量的方案。
基于ANSYS的铝合金箱型截面悬臂梁模态分析
基于ANSYS的铝合金箱型截面悬臂梁模态分析摘要通过ANSYS对具有复杂约束条件的铝合金箱型截面悬臂梁进行了模态分析，并将结果与高精度的实验结果进行比较分析，验证了所使用的模态分析方法的正确性及可行性，为解决相似问题提供了一种新方法和新思路。
关键词ANSYS；模态分析；铝合金；悬臂梁；固有频率振动问题广泛存在于航空航天、机械动力、交通运输及军事国防工业等国民经济的各个领域。
模态分析是在振动测量中求解振动物体固有频率的重要方法。
通过模态分析，可以得到振动系统比较精确的固有频率、模态振型和模态刚度，从而为进一步解决振动问题打下重要基础。
但是在解决某些复杂约束情况下的模态分析问题时，由于无法较好地模拟真实的约束情况而使得求解结果误差很大，缺乏可信度。
本文通过使用ANSYS对一处于复杂约束情况下的实例进行数值模拟，得到了较精确的结果，为解决相似问题提供了新的思路和方法。
1ANSYS必要数据准备1.1试样类型及相关数据试样是某种型号的铝合金箱型截面梁，试样一端打有两个孔洞，通过螺丝安装在试验台上，使其成为悬臂梁。
试样的安装构造及横截面尺寸如图1所示。
由米尺测得试样的长度l=441.2mm，横截面上各尺寸及壁厚m由游标卡尺测得。
通过电子秤测得试样的质量m=73.29g。
1.2数据处理由试样长度和质量可求得试样的线密度，即ρ=m/l=0.166kg/m。
计算图1中所示试样横截面对x轴的惯性矩Ix的值。
试样壁厚存在不均匀性，为计算简便，设横截面上的坐标原点位于外矩形的形心，上下左右四个小矩形的惯性矩分别为I上、I下、I左、I右，由惯性矩计算公式及移轴定理，可得横截面对x轴的惯性矩Ix，即：Ix=I上+I下+I左+I右=2579.7mm4。
2弹性模量的测量弹性模量是分析材料力学性能的一个极为重要的固有属性。
在使用ANSYS 对试样进行模态分析时，弹性模量E是极其重要的，故下面来测定试样的弹性模量。
2.1测量方案由于没有对应的夹具，所以无法直接在拉伸试验机上进行该铝合金试样的拉伸试验，故给出以下两种测量其弹性模量的方案。
基于ANSYS的摇臂钻床悬臂梁的动态特性分析
作 者 简 介 ：周 碧 （ １ ９ ８ ７ 一） ，女 ，江 西 萍 乡人 ，助 理 工 程 师 ，研 究 方 向 ：陶 瓷产 品及 原 料 等 硅 酸 盐 类 的 检 验 、检 测 分析 ．
第３ 期
Ｌ
‘ －
周碧 ：基 于 ＡＮＳ ＹＳ的摇臂 钻床 悬臂 梁的动 态特 性 分析
梁 的动 力学 设计 和分析 提供 了参 考 。
关 键词 ：Ａ ＮＳ Ｙ Ｓ ；摇 臂钻 床 ；悬 臂 梁 ；动力分 析
中图 分类号 ：Ｔ Ｇ ６ ５ ９ 文献标 识码 ：Ａ 文章 编号 ：２ ０ ９ ５ — ９ ２ ４ ９（ ２ ０ １ ５） ０ ３ — ０ ０ ３ ０ — ０ ４
鼠 碧
（ 江西省工业陶瓷质量监督检验站 ，江西 萍乡 ３ ３ ７ ０ ０ ０）
摘 要 ：在材 料 力学和 动 力学理 论 的基础 上分析 了摇 臂钻 床的 悬臂 梁在任 意 激振下 的响 应方 程 ，并 运 用 Ａ ＮＳ Ｙ Ｓ有 限元 软
件对钻床中工字型截面悬臂梁进行了结构模态分析 、谐响应分析以及瞬态响应分析，且与理论值吻合 ，为工程应用中悬臂
计和分析是必不可少的一部分 。
通常 动力分析 的工作 主要有 系统 的动力特征 分析 即求解固有频率和主振型函数 ， 和系统在受到一定载荷 是的动力响应分析两部分组成 。为方便研究 ，本文将 摇臂钻床的摇臂简化成一根长度为 ２ 米的 １ ０ ａ 型号 的工 字钢悬臂梁 ， 通过运用 Ａ ＮＳ ＹＳ提供 的强 大的动 力分析 工具 ， 首先求 出工字型钢质悬臂梁的模 态 ， 并 与实 际的 计算结果对 比 ， 然后分别模拟悬臂梁在承受连续 周期性 载 荷下 的谐 响应和在承受冲击载荷下的瞬态响应。 悬臂 梁 是摇臂钻床 中重要 的的部件 ， 研究并分析其动力学特
基于ANSYS的悬挂式塔的模态分析
基于ANS Y S的悬挂式塔的模态分析陈 健3 谢根栓(辽宁石油化工大学机械工程学院) 摘 要 运用有限元法的ANSYS软件,对于悬挂式塔的两种支承类型———简支和固支,选取有代表性的同一支承高度进行模态求解,并对两种支承的自振频率和振型进行比较。
关键词 悬挂式塔 支承 振型 模态分析 有限元0 前言 在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门,塔设备是一种重要的单元操作设备。
在动载荷(风载荷、地震载荷)作用下,塔设备各截面的变形及内力与塔的自由振动周期(或频率)及振型有关。
因此在进行塔设备的载荷计算及强度校核之前必须先计算其固有(或自振)周期[1]。
笔者就塔设备中的一种———等截面悬挂式塔,利用有限元分析软件ANSYS,对其在两种悬挂方式下悬挂在同一位置的状况进行模态分析(固有频率和振型)。
对于悬挂式塔,由于高度和质量不是很大,通常是通过几个悬挂式支座或是环支座将其安放在楼板上或水泥支柱上[2]。
有限元法是结构分析的一种数值计算方法,是矩阵方法在结构力学和弹性力学等领域的应用和发展。
有限元分析软件ANSYS是融结构、流体、电场、磁场分析于一体的大型通用软件,它能与很多CAD软件接口,实现数据的共享和交换,是现代产品设计的高级CAD之一[3]。
1 悬挂式塔的支承类型 根据支座的类型、数量与螺栓联接的紧固程度,可将悬挂式塔分为简支和固支两种[2]。
2 计算方法 对塔体进行模态分析时,首先进行单元划分,然后求解单元刚度矩阵和单元质量矩阵,坐标转换后组集单元刚度矩阵和单元质量矩阵,得到整体刚度矩阵和整体质量矩阵,由此得到塔体的振动方程:M X・・+KX=0式中 X・・———加速度向量;X———位移向量;M———质量矩阵;K———刚度矩阵。
解此式可得前P个固有频率和振型[4]。
3 计算模型 研究的悬挂式塔支承类型有两种,即简支和固支,除支承方式不同外,其外形尺寸和材质均相同。
塔体材料16MnR,内径2000mm,壁厚12mm,高20000mm,支承点距塔底选用6000mm,弹性模量为2106×1011Pa,泊松比013,密度718×103kg/m3。
基于ANSYS的悬臂梁可靠性分析论文正文
目录基于ANSYS的悬臂梁可靠性分析 (1)1 绪论 (2)1.1 课题研究背景意义 (2)1.2 课题研究的方向 (2)2 数值模拟与有限元法概述 (2)2.1 数值模拟 (2)2.2 有限元法 (3)2.2.1 有限元方法的概述及其优越性 (3)2.2.2 有限元方法的常用术语以及操作步骤 (3)3ANSYS工程应用简介 (4)3.1ANSYS软件简介 (4)3.1.1ANSYS12.0简介及与其他有限元软件的比较 (4)3.1.2ANSYS功能模块 (6)3.2ANSYS 12.0 的改进和新增功能 (7)3.2.1ANSYS Workbench 2.0 (7)3.2.2 几何和网格划分 (7)3.2.3 多物理场 (7)3.2.6 仿真过程及数据管理 (8)3.3 模态分析 (8)3.3.1模态分析的定义 (8)3.3.2模态分析的方法 (8)3.4 ANSYS实体建模与网格划分 (9)3.4.1 建模方法 (9)3.4.2 通常的建模过程应该遵循以下要点 (10)3.4.3 网格划分 (10)3. 5 加载、求解 (12)3.5.1 载荷分类 (12)3.5.2 加载方式 (12)3.5.3 载荷和边界条件的施加 (12)3.5.4 结构可靠度的概念 (13)3.5.5 结构体系可靠度 (13)4 基于ANSYS的可靠性分析 (14)4.1ANSYS概率分析 (14)4.2 在ANSYS中进行结构的可靠性分析 (14)5 基于ANSYS的悬臂梁可靠性分析 (14)5.1 悬臂梁的几何模型： (14)5.2 有限元分析 (15)5.3 悬臂梁的可靠性分析步骤: (15)6 结论 (16)7 结束语 (17)参考文献 (18)致谢 (19)附录 (20)基于ANSYS的悬臂梁可靠性分析摘要：20世纪20年代末,由于某种预应力技术的成功,极大地改善和加强了混凝土结构。
使得近代建筑事业飞速发展，我国掀起了一股建设的潮流。
ANSYS模态分析实例和详细过程
ANSYS模态分析实例和详细过程ANSYS是一款被广泛应用于工程领域的有限元分析软件，可以进行多种不同类型的分析，包括模态分析。
模态分析是通过对结构进行振动分析，计算得到结构的固有频率、振型和阻尼比等参数，对结构的动力响应进行预测和分析。
本文将介绍ANSYS模态分析的实例和详细过程。
一、模态分析实例假设我们有一个简单的悬臂梁结构，长度为L，横截面面积为A，杨氏模量为E，密度为ρ。
我们想要计算该梁结构的固有频率、振型和阻尼比等参数，以评估其动力特性。
二、模态分析过程1.准备工作在进行模态分析之前，我们需要先准备好结构的有限元模型。
假设我们已经完成了悬臂梁结构的几何建模和网格划分，并且已经定义好了材料属性和约束条件。
2.设置分析类型和求解器打开ANSYS软件，并选择“Structural”工作台。
在“Analysis Settings”对话框中，选择“Modal”作为分析类型。
然后，在“Analysis Type”对话框中选择“Modes”作为解决方案类型。
3.定义求解控制参数在“Analysis Settings”对话框中，点击“Solution”选项卡。
在该选项卡中，我们可以定义求解控制参数，例如计算模态频率的数量、频率范围和频率间隔等。
4.添加约束条件在模态分析中，我们需要定义结构的边界条件。
假设我们对悬臂梁的一端施加固定边界条件，使其不能在该位置发生位移。
我们可以在“Model”工作区中选择相应的表面，然后右键点击并选择“Fixed”。
5.添加载荷在模态分析中，我们通常可以不添加外部载荷。
因为模态分析着重于结构的固有特性，而不是外部激励。
6.定义材料属性在模态分析中，我们需要定义材料的弹性性质。
假设我们已经在材料库中定义了结构所使用的材料，并在“Model”工作区中选择了适当的材料。
7.运行分析完成以上设置后，我们可以点击“Run”按钮开始运行分析。
ANSYS将计算结构的固有频率、振型和阻尼比等参数。
悬臂梁的ANSYS典型分析过程
2 、定义参数 Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters 文本框中输入“L=2”， “H=0.1”、 “B=0.05”、 “XSECT=H*B” “INERTIAZ=(B*H*3)/12”
3 、定义单元类型和梁的截面尺寸 Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add／Edit／Delete 选择“Structural Beam”和“2D elastic 3”选项。
悬臂梁的ANSYS典型分析过程
5
• 如图所示为一个悬臂梁，在力P作用下求该梁A点的挠度。 其中长度L=2m，高度H=0.1m，宽度B=0.05m，作用力 P=10000N，弹性模量E=2×1011Pa（钢材），泊松比为 0.3。
P
A
4
悬臂梁受力
1 、定义工作文件名 Utility Menu>File>Change Jobname ：“Beam”， 选择【New log and error files】寸
Main Menu>Preprocessor>Real Constants>Add／Edit／Delete 选择“Type l BEAM3”选项。弹 出【Real constants for BEAM3】对话框。输入几何特性 “xsect”、“inertiaz”和 “h”，单击“OK”按钮。
10、显示变形结果 Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shape 弹 出 【Plot Deformed Shape】 对 话 框 。 选 择 “Def+undeformed”，生成结果如图1-19所示。
【干货】基于ANSYS的悬臂梁模态分析
【干货】基于ANSYS的悬臂梁模态分析1、连续系统的振动实际的振动系统都是连续体，它们具有连续分布的质量与弹性，因而又称连续系统或分布参数系统。
由于确定连续体上无数质点的位置需要无限多个坐标，因此连续体是具有无限多自由度的系统。
连续体的振动要用时间和空间坐标的函数来描述，其运动方程不再像有限多自由度系统那样是二阶常微分方程组，它是偏微分方程。
在物理本质上，连续体系统和多自由度系统没有什么差别，连续体振动的基本概念与分析方法与有限多自由度系统是完全类似的。
2、说明(1) 本章讨论的连续体都假定为线性弹性体，即在弹性范围内服从虎克定律。
(2) 材料均匀连续；各向同性。
(3) 振动满足微振动的前提。
3、梁的弯曲振动动力学方程考虑细长梁的横向弯曲振动梁参数：ρ单位体积梁的质量E弹性模量I截面对中性轴的惯性距S 梁横截面积外部力：m(x,t): 单位长度梁上分布的外力矩f(x,t): 单位长度梁上分布的外力假设：(1) 梁各截面的中心惯性轴在同一平面xoy内(2) 外载荷作用在该平面内(3) 梁在该平面作横向振动（微振）(4) 这时梁的主要变形是弯曲变形(5) 在低频振动时可以忽略剪切变形以及截面绕中性轴转动惯量的影响伯努利－欧拉梁（Bernoulli-Euler Beam）令：y(x,t):距原点x处的截面在t时刻的横向位移微段受力分析力平衡方程：4、悬臂梁的固有频率和模态函数5、两端固定杆的纵向模态分析问题描述：一悬臂梁截面为矩形，如图1所示，几何尺寸及材料特性如下，分析其前三阶固有频率及振型。
GUI操作如下：一、菜单建模分析过程第一步，清除内存准备分析1) 清除内存：选择菜单Utility Menu>File>Clear& Start New，单击OK按钮。
2) 更换工作文件名：选择菜单Utility Menu>File>ChangeJobname，输入vibration of cantilever，单击OK按钮。
基于ANSYS的悬臂式双向门机结构有限元分析
收稿日期：2017-01-22作者简介：祁林攀（1987 -），男，甘肃西和人，工程师，硕士研究生，主要从事水工金属结构设计研究工作。
基于ANSYS 的悬臂式双向门机结构有限元分析Structural finite element analysis of cantilever two-direction gantry crane based on ANSYS software祁林攀，辛勇军，赵春龙，高 扬，李 岗QI Lin-pan, XIN Yong-Jun, ZHAO Chun-Long, GAO Yang, LI Gang（中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，西安 710065）摘 要：水利水电工程中门式启闭机广泛应用于进水口、坝顶及尾水平台闸门和拦污栅的启闭、检修及吊运，是保证水利水电工程安全和正常运行的重要设备。
启闭机运行工况复杂，需要考虑不同荷载组合下结构的安全性，悬臂式双向门机在各类启闭机设备中更为突出。
针对某水电工程进水口双向门机，论述了设计需考虑的载荷、工况，借助大型有限元计算分析软件ANSYS 通过空间三维结构静动力计算分析，提出了设计过程中应注意的关键问题，对工程设计具有一定的指导意义。
关键词：悬臂式；双向门机；有限元；结构分析中图分类号：TV664+.3 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2017)05-0084-050 引言启闭机是一种专门应用于水利水电工程闸门、拦污栅等启闭和吊运的特殊起重机，其可靠运行对保障工程安全至关重要[1]。
移动式启闭机尤其是双向门机运行工况复杂，需要考虑不同荷载组合下结构的安全性。
门机若发生结构破坏或倾覆失稳，后果十分严重。
水利水电工程中布置于进水口的双向门机，由于清污和提栅等要求，常需要在门机上游跨外设置副小车，形成了带悬臂式的门架结构，其安全问题更为突出。
本文以某水电站进水口1600kN/2×200kN 双向门机为例，论述了悬臂式双向门机设计考虑的载荷及工况，对门架进行三维静动力特性分析，全面校核分析了结构设计，以保证设备的安全、经济和可靠。
ANSYSAPDL命令流悬臂梁分析教程
ANSYS APDL命令流悬臂梁分析教程本文通过分析悬臂梁介绍了ANSYS APDL相关命令流方法。
考虑悬臂梁如图2-2，求x=L变形量。
已知条件：杨氏系数E=200E9;截面参数：t=0.01m, w=0.03m, A=3E-4,I=2.5E-9;几何参数：L=4m, a=2m, b=2m;边界外力F=2N,q=0.05N/m.使用ANSYS解决该问题的命令如下：/FILNAM,EX2-1? ! 定义文件名/TITLE,CANTILEVER BEAM DEFLECTION? !定义分析的标题/UNITS,SI !定义单位制(注意观察输出窗口的单位)/PREP7 !进入前置处理ET,1,3? !定义元素类型为beam3MP,EX,1,200E9 ! 定义杨氏模量R,1,3E-4,2.5E-9,0.01 !定义实常数(要严格根据该元素类型的说明文档所给出的实常数格式)N,1,0,0!定义第1号节点X坐标为0，Y坐标为0N,2,1,0!定义第2号节点X坐标为1，Y坐标为0N,3,2,0 !定义第3号节点X坐标为2，Y坐标为0N,4,3,0 !定义第4号节点X坐标为3，Y坐标为0N,5,4,0!定义第5号节点X坐标为4，Y坐标为0E,1,2!把1、2号节点相连构成单元，系统将自定义为1号单元E,2,3!把2、3号节点相连构成单元，系统将自定义为2号单元E,3,4!把3、4号节点相连构成单元，系统将自定义为3号单元E,4,5!把4、5号节点相连构成单元，系统将自定义为4号单元FINISH? !退出该处理层/SOLU!进入求解处理器D,1,ALL,0 !对1节点施加约束使它X，Y向位移都为0F,3,FY,-2 !在3节点加集中外力向下2NSFBEAM,3,1,PRES,0.05 !在3 号元素的第1个面上施加压力(beam3有四个面可通过命令help,beam3查看，任何一个命令都可以通过help,命令查看帮助文档)SFBEAM,4,1,PRES,0.05 !同上在4号元素的第1个面加压力SOLVE !计算求解FINISH !完成该处理层/POST1!进入后处理SET,1,1!查看子步1，在有限元中复杂的载荷可以看做简单的载荷相互叠加，在ANSYS中每施加一类载荷都可以进行一次求解，可以查看它对结构的影响，称为子步。
基于ANSYS不同截面悬臂梁性能的有限元分析
SHEN Ha i - n ing1 , YANG Ya - p ing2 (11M echanical Engineering Departm ent of Q inghai University, Xining 810016, China;
摘要 :通过 ANSYS有限元软件 ,分析了等截面 、变截面各向同性悬臂梁的强度和刚度 ,通过应 力云图显示了悬臂梁不同截面位置的应力分布情况 ,且与理论值吻合 ,为工程中设计变截面梁 和解决强度等问题提供了参考 。 关键词 : ANSYS软件 ;悬臂梁 ;有限元分析 ;应力云图 ;强度 ;刚度 中图分类号 : O34 文献标识码 : A 文章编号 : 1006 - 8996 (2009) 03 - 0006 - 05
工程中经常用到悬臂梁结构 ,在保证悬臂梁结构所需的强度 、刚度 、稳定性前提下 ,考虑选材和节省 材料是非常重要的 。本文就同种材料 、相同体积用料 ,不同截面的各向同性悬臂梁 ,从变形和应力及其 分布方面进行分析 ,并加以对比 ,以便在工程运用当中借鉴参考 。
1 初始条件
作悬臂梁有限元分析时 ,为能更清楚的说明问题 ,给出梁的实际数据进行分析 。第一种梁为等截面 矩形悬臂梁 , l = 1 270 mm ,厚度 t = 50 mm ,高度 h1 = 2h2 = 152 mm , (图 1,以下称梁 1) 。第二种梁为变 截面矩形悬臂梁 , l = 1 270 mm ,厚度 t = 50 mm ,截面高度从 h2 到 3h2 成线性变化 h2 = 76 mm , (图 2,以
由拉应力分布图 13、图 14,显示最大拉应力分别为 1171414 M Pa和 591013 M Pa,梁 1出现在固定端 截面的上边缘 ,梁 2出现在中部截面的上边缘 。梁 1、梁 2的最大拉应力和各自的最大水平应力位置基 本相同 。
用Solidworks和ANSYS对微硬盘悬臂梁进行建模及模态分析
用Soli dworks和ANS Y S对微硬盘悬臂梁进行建模及模态分析周丹(攀枝花学院机电工程系,四川攀枝花617000)摘 要:用S olid works和ANSYS软件对微硬盘悬臂梁进行了建模、模态分析,利用理论分析和软件仿真相结合的方式对4.57cm微硬盘悬臂梁进行振动模态分析,通过对各阶固有频率下的振型的计算,找出微硬盘悬臂梁中的具有整体弯曲和大摆动的频率点,在进行结构设计和控制方面要避免这些频率点,从而提高微硬盘悬臂梁的整体性能。
关键词:ANSYS;有限元分析;微硬盘悬臂梁;模态分析中图分类号:TP391 文献标志码:B 文章编号:167125276(2009)0620180204M oda l Ana lysis and M odeli n g of M i cro Hard D isk D r i ver Suspen si on,Usi n g ANSY S and Soli dworksZHOU Dan(Pa nzh i hua I n s titu te,Pa nzh i hua617000,C h i na)Abstract:The Mo de li ng&Moda l a na l ys is of the m i c r o ha rd d isk d ri ve su spe n si o n w e re m a de by u s i ng So li dwo rks&AN SYS soft2 w a re,the a utho r com b i ne d the theo ry a na l ys is a nd the F i n ite E l em e n ts a na l ys is t o s tudy the vi bra ti o n Mo da l ana l ys is of the su sp en2 s i o n o f the1.8i nch m i c r o ha rd disk dri ve.B a sed o n the m ode shap e o f the na ti o na l freque ncy,f o r the sa ke of e nha nc i ng the w ho l e cap ab ility of the m i c r o ha rd d isk d ri ve,the a utho r f o und o ut the fre quency w h i ch have w ho l e be nd a nd gre a t sw i ng,a nd avo i de d th is fre que ncy i n con struc ti o n a nd co ntr o l of the e ngi nee ri ng p r o j e c t.Key words:AN S YS;F i n ite E l em e nt Ana l ys is(FEA);m i c r o ha rd d isk d ri ve r su sp en s i o n;f o unda ti o n0 前言随着便携式笔记本电脑的发展,越来越多的笔记本电脑已经走进日常生活。