基于有限元分析软件的弹簧
基于ANSYS的接触弹簧有限元分析
ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｅｎｓｕｒｅ ａ ｈｉｇｈ ａｃｃｕｒａｃｙ．Ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｅｒｇｏｎｏｍｉｃｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｋｅｌｅｔｏｎ ｍｏｄｅｌ；ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ｄｅｓｉｇｎ；ｈｕｍａｎ ｂｏｄｙ ｍｏｄｅｌｉｎｇ
图４为不同载荷子步的变形结果。从图４中可以 看出在卡头压进卡座 的 过 程 中，卡 头 和 卡 座 都 产 生 了 弹性变形。
图５为第８载荷 子 步 位 移 等 值 线 图、摩 擦 应 力 等 值线图和等效应力等值线图。 ２．２ 耦 合 完 成 后 的 残 余 应 力 等 值 线 图
图６为耦合完成后的残余应力等值线图。从图６
ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｐｅｒｃｅｎｔｉｌｅ ｗｅｒｅ ｃｈｏｓｅｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｏｆ ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ｈｕｍａｎ ｂｏｄｙ ｍｏｄｅｌ ｄｅｓｉｇｎ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｓｋｅｌｅｔｏｎ ｍｏｄｅｌ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｈｕｍａｎ ｂｏｄｙ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｋｉｎｄ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ
机械工程与自动化 ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ
文 章 编 号 ：１６７２－６４１３（２０１２）０３－００３３－０２
Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．
基于 ＡＮＳＹＳ的接触弹簧有限元分析
高雪琴
（中北大学 机电工程学院，山西 太原 ０３００５１）
摘要：在对接触问题分析的基础上，利用 ＡＮＳＹＳ软件的接触分析能力，对弹簧卡 头 压 进 卡 座 的 力 学 过 程 进 行了分析。首先根据已知数据对结构建模，然后通过加载、求解等步骤读取载荷子步的计算结果及变形形 状，最终得出水平位移以及竖直位移和压下位移的关系曲线图，并对结果进行了分析。 关键词：接触分析；弹簧；有限元 中 图 分 类 号 ：ＴＨ１３５∶ＴＢ１１５ 文 献 标 识 码 ：Ａ
abaqus弹簧合行为
abaqus弹簧合行为摘要：1.Abaqus软件介绍2.弹簧合行为分析的基本原理3.Abaqus中弹簧合行为的操作步骤4.弹簧合行为应用案例及分析结果展示5.弹簧合行为分析的注意事项正文：【1.Abaqus软件介绍】Abaqus是一款全球领先的三维有限元分析软件，广泛应用于工程、科研和设计领域。
它具有强大的建模、分析和可视化功能，可以帮助用户轻松解决复杂问题。
在本篇文章中，我们将重点介绍如何利用Abaqus进行弹簧合行为分析。
【2.弹簧合行为分析的基本原理】弹簧合行为分析是一种研究两个或多个物体在接触过程中相互作用的方法。
它的基本原理是根据牛顿第三定律，一个物体对另一个物体施加力，另一个物体也会对它施加一个大小相等、方向相反的力。
在弹簧合行为分析中，我们需要关注接触力、摩擦力和弹簧力等因素。
【3.Abaqus中弹簧合行为的操作步骤】在Abaqus中进行弹簧合行为分析，大致可以分为以下几个步骤：1）创建模型：根据实际问题，建立相应的几何模型和有限元模型。
2）材料属性：为所关心的材料定义相应的力学性能参数，如弹性模量、泊松比等。
3）网格划分：对模型进行网格划分，以便更好地进行数值计算。
4）边界条件及载荷：设置模型的边界条件，如固定约束、滑动约束等，以及施加外部载荷。
5）弹簧合行为分析：创建接触对，设置接触属性，如摩擦系数、接触刚度等；然后进行求解。
6）后处理：对分析结果进行可视化展示和分析。
【4.弹簧合行为应用案例及分析结果展示】以下是一个简化的弹簧合行为应用案例：假设我们有两个相互接触的物体A和B，物体A施加一个向右的力，物体B施加一个向左的力。
通过弹簧合行为分析，我们可以得到以下结果：1）接触力：物体A对物体B施加的接触力为F1，物体B对物体A施加的接触力为F2，二者大小相等、方向相反。
2）摩擦力：在物体A和物体B的接触面上，会产生摩擦力，使物体A和物体B之间产生相对滑动。
3）弹簧力：根据弹簧的拉伸或压缩量，可以得到弹簧力的大小。
abaqus弹簧合行为
Abaqus弹簧合行为引言弹簧是一种常见的机械元件，广泛应用于各种工程领域中。
在工程设计和分析中，了解和模拟弹簧的行为是非常重要的。
Abaqus是一种常用的有限元分析软件，可以用于模拟和分析弹簧的力学行为。
本文将介绍如何使用Abaqus模拟弹簧的合行为，并详细讨论相关的理论和方法。
弹簧的力学行为弹簧是一种具有弹性变形的机械元件，其力学行为可以由弹性力学理论描述。
根据胡克定律，弹簧的变形与其受到的力成正比。
弹簧的刚度可以用弹簧常数（或刚度系数）来表示，通常用符号k表示。
在Abaqus中，可以通过定义弹簧的材料属性来模拟其力学行为。
弹簧的材料属性包括弹性模量和泊松比。
弹性模量描述了弹簧材料的刚度，泊松比描述了材料的侧向收缩性。
通过这些材料属性，可以计算出弹簧的刚度。
Abaqus中的弹簧模拟在Abaqus中，可以使用弹簧单元来模拟弹簧的力学行为。
弹簧单元是一种零体积的单元，只具有轴向刚度，不考虑剪切效应。
在Abaqus中，弹簧单元被定义为线性弹性单元（Linear Elastic）。
要在Abaqus中模拟弹簧的行为，需要进行以下步骤：1.定义弹簧的几何形状：在Abaqus中，可以通过定义弹簧单元的节点坐标来确定弹簧的几何形状。
可以使用一维线段元素（1D Line Element）来模拟弹簧的几何形状。
2.定义弹簧的材料属性：在Abaqus中，可以通过定义弹簧单元的材料属性来模拟弹簧的力学行为。
可以使用线性弹性材料（Linear Elastic Material）来定义弹簧的材料属性。
需要指定弹簧的弹性模量和泊松比。
3.定义弹簧的边界条件：在Abaqus中，可以通过定义弹簧单元的边界条件来模拟弹簧的加载和约束。
可以使用约束（Constraint）和加载（Load）来定义弹簧的边界条件。
4.定义弹簧的初始状态：在Abaqus中，可以通过定义弹簧单元的初始状态来模拟弹簧的初始变形。
可以使用位移（Displacement）和速度（Velocity）来定义弹簧的初始状态。
abaqus加弹簧边界条件(一)
abaqus加弹簧边界条件(一)Abaqus加弹簧边界条件引言•Abaqus是一款强大的有限元分析软件，可用于模拟各种物理现象和工程问题。
•弹簧边界条件是一种常用的边界条件，在模拟实际系统中常常需要使用弹簧来约束某些运动。
•本文将介绍如何在Abaqus中使用弹簧边界条件进行模拟分析。
弹簧边界条件的定义•弹簧边界条件可以用于限制节点在某些方向上的运动，使其满足某种约束条件。
•弹簧边界条件是通过在节点上定义弹簧元素来实现的，该弹簧元素的刚度和长度可以根据需要进行调整。
•弹簧边界条件需要指定两个节点，并定义弹簧元素的刚度和长度。
Abaqus中弹簧的定义•在Abaqus中，可以通过使用COUPLING和BOUNDARY等命令来定义弹簧边界条件。
•首先，需要在命令窗口中定义弹簧元素，通过指定节点和弹簧的刚度和长度来定义。
•接下来，可以使用*COUPLING命令将弹簧约束应用到需要的节点上。
•最后，使用*BOUNDARY命令将定义的约束条件应用于模型中。
弹簧边界条件的使用案例•下面将通过一个简单的案例来演示如何在Abaqus中使用弹簧边界条件。
•假设有一个悬臂梁，需要在末端施加一个向上的力，并约束梁的运动。
•首先，需要定义悬臂梁的几何形状和材料属性。
•然后，通过创建节点和单元网格，在末端节点上施加力。
•最后，通过定义弹簧边界条件，将悬臂梁的末端节点约束为固定。
结论•弹簧边界条件是Abaqus中常用的边界条件之一，可用于约束节点的运动。
•使用弹簧边界条件需要定义弹簧元素的刚度和长度。
•在Abaqus中，通过使用COUPLING和BOUNDARY等命令来定义和应用弹簧边界条件。
•弹簧边界条件可以应用于各种力学分析中，如悬臂梁、弹簧系统等。
以上是关于Abaqus中使用弹簧边界条件的简要介绍，希望对您有所帮助。
基于ANSYS的钢板弹簧有限元分析
计算机技术应用 《机电技术》2010年第4期基于ANSYS的钢板弹簧有限元分析徐建全林佳峰陈铭年(福建农林大学机电工程学院，福建福州 350002)摘要：采用APDL参数化有限元分析技术，对某轻型越野汽车的后悬架钢板弹簧进行参数化建模。
应用ANSYS 软件的非线性模块，考虑钢板弹簧实际工作过程中的大变形、片间接触和摩擦等多种非线性因素，建立了钢板弹簧的有限元模型，得到了钢板弹簧在不同载荷作用下的变形和应力分布。
关键词：钢板弹簧；有限元分析；ANSYS；接触单元中图分类号：U463.33+4.1 文献标识码：A 文章编号：1672－4801(2010)04－007－03钢板弹簧具有结构简单，制造、维修方便，除了作为弹性元件外，还可兼起导向和传递侧向、纵向力和力矩的作用，其片间的接触、摩擦在弹簧振动时还将起到阻尼的作用，是重要的高负荷安全部件，所以目前仍被广泛采用。
钢板弹簧的几何形状十分简单，但在工作过程中存在大变形(几何非线性)、各叶片间的接触(状态非线性)等多种非线性因素。
传统用于刚度计算及应力分析的方法主要有两种:共同曲率法和集中载荷法。
前者假设板簧受载后各簧片在同一截面上都具有相同的曲率，后者假设板簧各片仅在端部相互接触。
但这两种假设都与实际不完全相符,因此计算结果和实际相差较大[2,3]。
本文应用ANSYS有限元软件对钢板弹簧进行有限元分析，应用点-面接触单元划分板簧片之间可能的接触面，对板簧两端的卷耳、中心螺栓和U型螺栓的约束做了合理的模拟，尽可能的按照实际受载情况对钢板弹簧加载，计算的结果与实际的更加接近。
1 钢板弹簧的有限元建模1.1 钢板弹簧有限元几何模型的建立本文所分析的某轻型越野汽车的后钢板弹簧由7片板簧组成，具体尺寸如表1所示。
表1 钢板弹簧的尺寸片数厚度/mm宽度/mm长度/mm第一片第二片第三片第四片第五片第六片第七片6.56.56.56.56.56.56.563636363636363120012001020830650460270采用ANSYS软件的APDL参数化有限元分析技术，对钢板弹簧进行参数化建模[4,5,8]。
基于ANSYS的多股螺旋弹簧有限元分析
基于ANSYS的多股螺旋弹簧有限元分析多股螺旋弹簧是一种常见的弹性元件，广泛应用于机械、汽车、电器等领域中。
以ANSYS为工具，对多股螺旋弹簧进行有限元分析，可以对其设计及优化提供有效的参考与支持。
首先，构建多股螺旋弹簧的三维有限元模型。
根据弹簧的几何参数、材料力学参数和工作条件等信息，选用ANSYS的建模工具进行三维建模，并设定合适的边界条件和荷载条件。
在建立有限元模型时，要注意弹簧的真实形态和装载方式，并合理划分网格，以保证有限元模型的准确性和稳定性。
然后，进行多股螺旋弹簧的静态力学分析。
根据弹簧的工作条件和载荷情况，分别对弹簧的应力、位移、变形等静态特性进行分析和计算。
在分析时，可以通过改变弹簧的材料和结构参数，对其静态特性进行改善和优化。
比如，可以选用高强度材料或改变弹簧的钢丝直径、扭簧半径等参数，以提高弹簧的抗压性能和疲劳寿命等特性。
最后，进行多股螺旋弹簧的动态力学分析。
根据弹簧的工作状态和作用频率，分别对其自由振动频率、谐振响应、阻尼特性等动态特性进行分析和计算。
在分析中，需要考虑弹簧的非线性特性和各种干扰因素，以保证分析结果的准确性和可靠性。
综上所述，基于ANSYS的多股螺旋弹簧有限元分析，可以全面有效地评估和优化弹簧的静态和动态力学特性，提高其设计和制造质量，为实际工程应用提供有力的支持。
多股螺旋弹簧的有限元分析需要考虑的数据包括弹簧的几何参数、材料力学参数、荷载条件和边界条件等。
几何参数包括螺线圈数、螺旋角、弹簧直径、钢丝直径、螺旋圈高、扭簧半径等。
这些参数直接影响弹簧的力学特性和寿命，对其性能评估和优化具有重要影响。
比如，增加螺线圈数会使弹簧更柔软，但增大直径会使其更硬；增加钢丝直径会增加强度，但也会增加质量和成本。
材料力学参数包括弹簧的材料密度、弹簧系数和屈服强度等。
这些参数反映了弹簧材料的特性，直接影响弹簧的抗拉、抗压能力和疲劳寿命等。
比如，增加屈服强度会使弹簧更耐用，但也会增加制造成本。
abaqus弹簧合行为
abaqus弹簧合行为摘要：一、引言二、abaqus 弹簧的定义与作用三、abaqus 弹簧的合行为1.弹性阶段2.塑性阶段3.大变形阶段四、abaqus 弹簧合行为的影响因素1.材料性质2.弹簧的几何参数3.加载条件五、abaqus 弹簧合行为的应用1.在结构分析中的应用2.在动力学分析中的应用六、结论正文：一、引言abaqus 弹簧是abaqus 有限元分析软件中的一种弹簧元素，它可以模拟各种弹簧的力学行为，包括拉伸、压缩、弯曲等。
在实际工程应用中，弹簧是许多机械设备的重要组成部分，对设备的动力学性能和工作稳定性具有重要影响。
因此，对abaqus 弹簧的合行为进行深入研究，对于优化工程设计具有重要的实际意义。
二、abaqus 弹簧的定义与作用abaqus 弹簧是一种特殊的abaqus 元素，它可以模拟弹簧在受力过程中的形变和应力分布。
abaqus 弹簧主要有两种类型：线性弹簧和非线性弹簧。
线性弹簧的刚度与形变量成正比，非线性弹簧则考虑了弹簧材料的非线性弹性特性。
在abaqus 有限元分析中，弹簧主要用于以下几个方面：1.模拟机械设备的弹性部件，如弹簧、螺旋弹簧等；2.模拟连接件，如销轴、螺栓等；3.模拟具有弹性特性的结构，如橡胶、泡沫等。
三、abaqus 弹簧的合行为在abaqus 有限元分析中，弹簧的合行为主要包括弹性阶段、塑性阶段和大变形阶段。
1.弹性阶段在弹性阶段，弹簧的形变量较小，弹簧的应力与应变呈线性关系。
此阶段，弹簧的刚度是固定的，与弹簧的形变量无关。
2.塑性阶段当弹簧的形变量达到一定值后，弹簧材料开始发生塑性变形。
在塑性阶段，弹簧的刚度随形变量的增加而降低，弹簧的应力与应变不再呈线性关系。
3.大变形阶段在大变形阶段，弹簧的形变量继续增加，弹簧材料发生严重塑性变形，弹簧的刚度几乎消失。
此时，弹簧的应力与应变关系接近于粘性材料的应力与应变关系。
四、abaqus 弹簧合行为的影响因素1.材料性质弹簧材料的弹性模量、屈服强度、泊松比等性质对弹簧的合行为具有重要影响。
基于有限元的空气弹簧刚度分析
不变量表达式：
（15 ）
将 （7 ） 式展开得： ∂W ∂I ∂W ∂I ∂W ∂I t = + + ∂I ∂ε ∂I ∂ε ∂I ∂ε
（16 ）
将式 （14 ） 代入式 （15 ） 得主应力表达式：
2 1 ∂W +λ λ − λ λ λ ∂I 2 1 ∂W +λ t = λ − λ λ λ ∂I t = ∂W ∂I ∂W ∂I
图1 rebar 单元
后如图 5 所示。
rebar 单元是用于模拟层状结构或实体结构中嵌入 层面内各 rebar 之间 的钢筋部分， 其参数包含 rebar 层数、 的间距、 rebar 的横截面积、 rebar 的方向角。 这些参数均以 帘线层中帘线的布置参数带入， 其中， 建模时选取帘线角 为便于分析结果将 参考于橡胶囊纬线方向， 如图 2 所示， 其转化为与经线方向的夹角。
辆的运行稳定性。文章利用非线性有限元软件 ABAQUS 对空气弹簧的垂向刚度与横向刚度进行模拟分析， 通过考虑空气 结构参数等影响空气弹簧刚度的因数， 对基于各影响因数下空气弹簧刚度特性进行比较分析 。 弹簧的非线性性质、
vehicle dynamic performance，raising the ride comfort ride comfort and stability of vehicles. Using the nonlinear finite element software ABAQUS to simulate the vertical stiffness and lateral stiffness of air spring，by considering the factor of affecting air spring stiffness including nonlinear nature and structure parameter，simultaneously comparing the stiffness of air spring based on the different influence factors. Key words： air spring； nonlinear finite element； ABAQUS； vertical stiffness； lateral stiffness
abaqus弹簧合行为
abaqus弹簧合行为（最新版）目录1.ABAQUS 弹簧概述2.ABAQUS 弹簧的合并方法3.ABAQUS 弹簧的性能分析4.ABAQUS 弹簧的应用案例5.结论正文一、ABAQUS 弹簧概述ABAQUS 是一款广泛应用于各种工程领域的有限元分析软件，尤其在机械工程、材料科学、生物医学等领域有着显著的优势。
在 ABAQUS 中，弹簧是一种极为重要的线性元件，可以模拟各种弹性特性，如拉伸、压缩、弯曲等。
通过使用弹簧，工程师可以更好地分析和优化结构设计，提高产品性能。
二、ABAQUS 弹簧的合并方法在 ABAQUS 中，弹簧可以通过定义材料属性和截面形状来创建。
弹簧的合并方法主要包括以下两种：1.串联合并：将多个弹簧依次排列在一起，形成一个长弹簧。
这种合并方法可以模拟多个弹簧的连续作用，从而更好地模拟实际工程中的复杂应力分布。
2.并联合并：将多个弹簧并列排列在一起，形成一个宽弹簧。
这种合并方法可以模拟多个弹簧的同时作用，提高弹簧的整体刚度。
三、ABAQUS 弹簧的性能分析ABAQUS 弹簧的性能分析主要包括以下方面：1.弹性模量：描述弹簧抵抗拉伸或压缩变形的能力，单位为帕斯卡（Pa）。
弹性模量越大，弹簧的刚度越高，抵抗变形的能力越强。
2.泊松比：描述弹簧在拉伸或压缩过程中，横向收缩或膨胀的比率。
泊松比越小，弹簧在变形时的体积变化越小。
3.屈服强度：描述弹簧开始塑性变形时的应力。
屈服强度越高，弹簧在达到屈服点之前的变形越小。
四、ABAQUS 弹簧的应用案例ABAQUS 弹簧在各种工程领域中都有广泛应用，例如：1.汽车工程：模拟汽车悬挂系统的性能，分析减震器和弹簧的匹配程度，优化悬挂系统设计，提高行驶稳定性和舒适性。
2.机械设备：模拟机械设备的传动系统，分析弹簧的应力分布和变形情况，优化传动系统设计，提高设备性能和寿命。
3.电子产品：模拟电子产品的弹性元件，如弹簧连接器、弹簧触点等，分析其在各种工况下的性能，提高产品可靠性和稳定性。
基于ANSYS的汽车弹簧有限元分析
基于ANSYS的汽车弹簧有限元分析有限元模型建立首先通过外部三维软件建立汽车模型的三维几何模型模型，如下图所示。
通过ansys的几何结构将几何模型导入至ansys中，用于后续的有限元分析如下图所示，几何模型中保留了弹簧的完整结构，同时保留了与弹簧两端配合的部分减震器的假体部分，方便结构的约束和加载。
因为在实际分析过程中，随着压力的增大，弹簧会被压缩，会发生自接触的现象，所以为了更好的表征弹簧的自接触，对弹簧进行了实体建模，同时保留了如弹簧配合安装的减震器部分假体，弹簧表面都是曲面，为了更好的体现结构特征，弹簧采用了四面体网格划分，减震器假体部分采用了六面体网格划分，单元类型选用solid185最终网格数量为32134，节点数量为11500。
有限元模型如下图所示载荷约束模拟真实情况，在下端的减震器假体的下表面施加固定约束，上端的减震器假体的上表面施加载荷，模拟弹簧被压缩的过程。
同时为了防止弹簧受力不均匀被压歪，所以在上端的减震器假体的上表面施加了一定的位移约束，放开表明的轴向位移，约束水平面内的位移，如下所示结果分析弹簧在不同时刻的位移云图，明显可以看出弹簧被不停的压缩。
弹簧每圈之间的间隙逐渐变小，其中第一圈和第二圈最早发生接触。
剪应力计算结果，如下为XY方向剪应力云图，随着弹簧被压缩，剪应力也变大，但是最大发生区域基本没变，都是在弹簧内侧，而且明显要比外侧的应力要大。
这些区域都是应力敏感区域。
结论：通过有限元分析可知，弹簧在压缩过程中，第一圈和第二圈最早接触，弹簧每圈之间的间隙逐渐减小，弹簧的刚度也逐渐变大。
同时弹簧内侧的剪应力明显要大于弹簧外侧，在压缩过程中，剪应力的大小发生了变化，但是最大发生位置并没有太大改变。
基于ANSYS Workbench的扭转弹簧疲劳寿命分析
基于ANSYS Workbench的扭转弹簧疲劳寿命分析时宏森】，杨涛1，唐超】，蔡大静】，陈强2(1.贵州航天林泉电机有限公司，贵州贵阳550081$.国家精密微特电机工程技术研究中心，贵州贵阳550081)摘要：扭转弹簧是一种利用材料的弹性来工作的机械零件，一般用弹簧钢制成，是一种机械蓄力结构,用以控制机件的运动、缓和冲击或震动、存储和释放能量、测量力的大小等，广泛应用于坦克、汽车、摩托车、收割机等地面装备的传动扭力杆及减震结构。
扭转弹簧属于螺旋弹簧，扭转弹簧的端部被固定在其他组件上,当其他组件绕着弹簧中心旋转时,弹簧产生扭矩或旋转力，有将它们拉回到初始位置的趋势。
根据应用要求，可以设计扭转弹簧的旋向(顺时针或逆时针),弹簧的末端可绕成钩状或直扭转臂。
弹簧的工作寿命一般在104〜105以上，一般来说属于长寿命机械零件，失效模式属于高周疲劳。
基于有限元软件ANSYS Workbench仿真分析某扭转弹簧的疲劳寿命，并结合实物试验进行对比分析，验证理论计算的准确性，形成一套疲劳寿命计算方法。
关键词：疲劳；寿命；扭转弹簧；仿真；实物试验;ANSYS Workbench中图分类号:V19文献标志码：AFatigue Life Analysis of Torsion Spring based on ANSYS WorkbenchSHI Hongsen】,YANG Tao1,TANG Chao1,CAI Dajing1,CHEN Qiang2(1.Guizhou Aerospace Linquan Motor Co.,Ltd.,Guiyang550081,China； 2.National Engineering ResearchCenter for Small and Special Precision Motors,Guiyang550081,China) Abstract:Torsion spring was a kind of mechanical part which used the elasticity of material for working.It was gener-aly madeofspringsteelandwasakindofmechanicalstoragestructure whichwasusedtocontrolthemovementofthema-chineparts mitigatetheimpactorvibration storeandreleaseenergy and measure the force Soitwaswidelyusedinthe transmissiontorsionbaranddampingstructureoftank automobile motorcycle harvesterandothergroundequipment Torsionspringbelongedtocoilspring andtheendoftorsionspring wasfixedtoothercomponents Whenothercompo-nentsrotatedaroundthespringcenter thespringproducedtorqueorrotationforce which tended to pul them back to the originalposition Accordingtotheapplicationrequirements therotationdirectionofthetorsionspringcouldbedesigned (clockwiseorcounterclockwise)andtheendofthespringcouldbewoundintoahookorastraighttorsionarm Generaly speaking,the working life of spring was more than104〜105.It belonged to long-life mechanical parts,and the failure modebelongedtohighcyclefatigue BasedonthefiniteelementsoftwareANSYS Workbench thefatiguelifeofatorsion spring wassimulatedandasetoffatiguelifecalculation method wasformedbycomparingandanalyzingtheactualtestto verifytheaccuracyoftheoreticalcalculationKeywords:fatigue life torsionspring simulation actualtest ANSYS Workbench疲劳寿命试验是一项耗时、耗资的大型试验,时间周期长、子样数量大、数据处理复杂是疲劳寿命试验的主要特点,对机械产品的每一个零件都开展疲劳寿命试验显然是不现实的’根据材料疲劳理论,结合电子计算机及有限元技术的发展,可以通过虚拟仿真试验确定产品零件的疲劳寿命。
弹簧有限元分析
1 前言气门弹簧作用是使气门自动回位关闭，并保证气门与气门座的紧密结合。
另外,还用于吸收气门在开闭过程中各传动零件所产生的惯性力，以防止各传动件彼此分离而破坏配气机构正常工作。
气门弹簧承受着频繁的交变载荷。
为保证可靠地工作，气门弹簧应有合适的弹力、足够的强度和抗疲劳强度。
所以对气门弹簧的刚-强度进行分析具有重要意义。
为提高气门弹簧的强度和抗疲劳强度以及防止共振和颤振现象，气门弹簧越来越多地选用非线性变刚度螺旋弹簧，能有效的防止气门弹簧共振的发生。
与普通圆柱螺旋弹簧不同的是，变刚度圆柱螺旋弹簧的刚度随载荷的增加而增加。
目前，可以通过变节距、变中径和变簧丝直径三种方式来获得变刚度圆柱螺旋弹簧。
本文对某型号的变节距螺旋弹簧进行了有限元分析。
2 模型建立某型号的气门弹簧的CAD图，如图1所示。
在Pro-E中建立起弹簧的几何模型，同时，为了更真实的模拟实际情况，还建立了弹簧底座的实体模型。
根据CAD-CAE之间接口无缝导入ANSYSWorkbench。
用SOLID186单元剖分网格，进气门弹簧的模型见图2。
3 边界条件由于排气行程较进气行程小，所以这里只对进气门弹簧的刚度和强度进行分析。
在下弹簧座底面上约束所有线位移，在上弹簧座顶面上沿纵向施加强迫位移，对进气门弹簧的刚-强度进行分析。
4 有限元分析结果刚度分析通过图4可以看出，随着进气门弹簧压缩量的增加，弹簧的支反力是以非线性的形式逐渐增加的。
这主要是考虑了弹簧的自接触的因素，弹簧的刚度不是以线性的形式变化，而是以非线性的形式增加。
强度分析通过对应力云图5和6以及曲线图7分析，可以看出气门弹簧在轴向位移载荷的作用下，弹簧内圈的应力明显大于外圈，两端受到的应力较小，且随着时间的推移，也就是轴向载荷的增加，气门弹簧受到的应力是逐渐增加的。
经查询资料知SWOSC-V-JISG3561弹簧钢的在簧丝直径为时的屈服极限在1860-2010（MPa）之间，由图5可以看出，弹簧在最大变形处的等效应力为，所以可以看出该弹簧是符合强度要求的。
汽车复合材料板弹簧的有限元分析及性能测试
汽车复合材料板弹簧的有限元分析及性能测试汽车复合材料板弹簧是现代汽车悬挂系统中的一种新型材料弹簧，它由多层玻璃纤维增强环氧树脂层和铝合金层组成。
该材料弹簧具有体积小、重量轻、抗疲劳性能好、寿命长等优点，为汽车行业带来了重大突破。
本文将从有限元分析和性能测试两个方面对汽车复合材料板弹簧进行探讨。
一、有限元分析有限元分析是一种重要的工程计算方法，可以对汽车复合材料板弹簧的力学性能进行数值模拟，以预测材料弹性变形、疲劳寿命、最大承载能力等重要指标。
通过有限元分析模拟，可以更好地理解和优化汽车复合材料板弹簧的设计和制造。
在有限元分析过程中，需要首先建立汽车复合材料板弹簧的三维模型，并对其进行网格化处理。
接着需要根据弹簧的实际工作环境、外载荷和边界条件等因素，建立合适的力学模型。
然后利用有限元软件进行模拟计算，得到板弹簧的应力、应变、位移等物理量分布规律。
最后根据模拟结果进行分析和评估。
在具体的有限元分析中，需要考虑材料的弹性模量、泊松比、热膨胀系数等参数。
还需要考虑板弹簧的几何结构、截面形状、厚度和叠层方式等因素。
这些因素都会对板弹簧的强度、刚度和疲劳寿命等性能产生重要影响。
因此，有限元分析的结果可以为汽车复合材料板弹簧的设计和制造提供重要参考依据。
二、性能测试为了验证有限元分析的结果，需要进行汽车复合材料板弹簧的性能测试。
性能测试可以直接测量弹簧的实际物理量，如位移、应力、应变等，从而检验有限元分析的准确性和信度。
常见的汽车复合材料板弹簧性能测试方法包括三点弯曲试验、循环荷载试验、疲劳寿命试验等。
其中，三点弯曲试验是最基本的试验，可测量板弹簧的弹性模量、屈服强度、极限承载力等力学指标；循环荷载试验可以模拟板弹簧的实际工作环境，测量其疲劳寿命和断裂机理；疲劳寿命试验则可以评价板弹簧在长期疲劳作用下的耐久性和可靠性。
在性能测试中，需要特别注意汽车复合材料板弹簧的热膨胀系数对测试结果的影响。
因为板弹簧由不同的材料复合而成，各层材料的热膨胀系数不一致，容易引起板弹簧在变温作用下的应力和变形。
abaqus弹簧合行为
abaqus弹簧合行为ABAQUS是一种常用的有限元分析软件，广泛应用于工程领域。
在ABAQUS中，弹簧的行为可以通过定义弹簧元素来模拟。
弹簧元素是一种连续性元素，可以模拟任意类型的弹簧行为。
在本文中，我将逐步介绍ABAQUS中弹簧的建模与行为定义的过程。
文章将涵盖以下内容：1. 弹簧元素的概述2. 弹簧元素的属性定义3. 弹簧的材料行为与属性定义4. 弹簧的边界条件与加载定义5. 弹簧的结果输出与分析第一部分：弹簧元素的概述在ABAQUS中，弹簧元素是一种理想化的线性弹性元素，用于模拟弹簧行为。
它是一种非线性连续性元素，可以连接两个或多个节点，并提供节点间的弹性连接。
弹簧元素的特点是具有很高的刚度和线性弹性行为。
第二部分：弹簧元素的属性定义在定义弹簧元素之前，我们需要明确定义弹簧的属性。
弹簧的属性包括刚度（stiffness）、长度（length）、直径（diameter）等。
这些属性可以根据弹簧的实际情况进行定义。
在ABAQUS中，我们使用弹簧元素的两个关键属性来描述弹簧的行为：刚度和长度。
第三部分：弹簧的材料行为与属性定义在ABAQUS中，弹簧的材料行为可以通过定义弹簧的材料属性来模拟。
弹簧的材料属性包括弹性模量（Elastic modulus）和泊松比（Poisson's ratio）等。
这些材料属性可以根据材料的实际情况进行定义。
第四部分：弹簧的边界条件与加载定义在ABAQUS中，弹簧的边界条件和加载定义是决定弹簧行为的关键因素。
边界条件包括弹簧的固定端和加载端的约束条件。
加载定义包括弹簧的应变（strain）或应力（stress）加载方式。
这些定义可以根据需要进行设置。
第五部分：弹簧的结果输出与分析在ABAQUS中，我们可以输出弹簧的应变、应力、位移等结果，并进行后续分析。
弹簧的结果输出可以通过定义输出请求来实现。
分析弹簧的结果可以用于评估弹簧的性能、优化设计等。
总结：本文在介绍ABAQUS中弹簧的建模与行为定义的过程中，从弹簧元素的概述、属性定义、材料行为与属性定义、边界条件与加载定义以及结果输出与分析等方面逐步展开。
abaqus中弹簧的方向和力的方向
Abaqus中弹簧的方向和力的方向弹簧在工程设计中扮演着重要的角色，它们常常用于各种机械装置中，用于吸收振动、储存能量、调整力的大小等作用。
在有限元分析软件Abaqus中，模拟弹簧的行为需要考虑弹簧的方向和力的方向。
本文将探讨Abaqus中弹簧的方向和力的方向的相关知识。
1. 弹簧的方向在Abaqus中，弹簧的方向可以通过定义节点和单元来实现。
节点是指在有限元模型中用于描述结构的一点，单元是由节点组成的几何体，用于描述结构的局部区域。
在定义弹簧的方向时，需要考虑以下几个因素：（1）弹簧的起始节点和结束节点：在Abaqus中，弹簧可以通过定义它的起始节点和结束节点来确定其方向。
起始节点是弹簧的一个端点，结束节点是另一个端点。
通过指定这两个节点，弹簧的方向就可以确定。
（2）单元的朝向：在Abaqus中，单元的朝向也会影响弹簧的方向。
通常情况下，单元的朝向是通过节点的编号顺序来确定的，即按照一定的顺序连接节点，从而确定单元的朝向。
在定义弹簧的时候，需要注意单元的朝向是否与弹簧的期望方向一致。
2. 力的方向弹簧的另一个重要性质是力的方向。
力是作用在弹簧上的外部载荷，它可以是拉力、压力或者扭矩等。
在Abaqus中，力的方向可以通过以下方式来定义：（1）载荷：在Abaqus中，载荷是作用在结构上的外部力或者外部力矩。
通过定义载荷的大小和方向，就可以确定弹簧上的力的方向。
（2）约束：在Abaqus中，约束是用于描述结构上固定点或者固定方向的条件。
通过定义约束的类型和方向，也可以确定弹簧上的力的方向。
总结在Abaqus中，弹簧的方向和力的方向是非常重要的，它们直接影响着模拟结果的准确性和可靠性。
在进行有限元分析时，需要仔细考虑弹簧的方向和力的方向，并且合理地定义它们。
只有这样，才能得到符合实际的仿真结果。
通过本文的介绍，相信读者对Abaqus中弹簧的方向和力的方向有了更深入的理解。
在实际的工程设计和有限元分析中，这些知识将对解决问题和优化设计起到重要的指导作用。
基于ANSYS WORKBENCH的钢板弹簧力学性能分析
基于ANSYS WORKBENCH的钢板弹簧力学性能分析摘要：汽车钢板弹簧刚度和静负荷弧高是保证汽车行驶平顺性的重要性能指标，采用有限元分析软件模拟实验加载情况，得出板簧变形及应力情况，再与实际试验结果进行比较，为板簧的开发在设计阶段提供理论支持。
关键词：板簧；刚度；静负荷弧高；有限元分析引言汽车板簧是重要的高负荷安全部件。
实际工作中，钢板弹簧同时存在大变形、预应力和各叶片间的接触等多种非线性响应。
传统的设计计算方法，是基于材料力学线性梁理论，设计计算中进行了过多的简化，不能确切地反映其力学本质。
板簧刚性试验可分为控制载荷和控制受压拱高两种方法。
本文模拟的是控制载荷的刚性检测方法中的单点方式。
1.前处理1.1.建立3D模型及材料定义本文选用的某重型卡车所应用的少片簧式板簧，用UG建立3D模型，如图1所示，模型尽量简化，以后续分析时间，但是弹簧片两侧圆角不能简化掉，按矩形断面来计算惯性矩、断面系数和断面积，结果都偏大。
[1] 弹簧材料为50CrV A，材料力学性能在此不再多述。
1.2.设置接触及网格划分将3D模型转入ansys workbench，设置各簧片与垫片间设置接触，实际工作过程中，各簧片之间存在着复杂的接触和摩擦情况，且接触状态与簧片几何形状、载荷等多种因素有关，是非线性接触问题。
[2]接触设置不合理，会导致计算产生不收敛，或者导致结果产生形变小，影响计算效果。
本文将簧片与垫片之间设置为摩擦接触，擦因数设为0.3。
由于模型并不复杂，网格采用自动划分即可，网格密度不用太密一面增大计算量。
1.3.施加约束和载荷根据实际试验情况约束卷耳径向和轴向平动自由度，切线方向可自由移动，约束径向及切线方向的转动自由度，轴向可转动。
单点式试验方法：测定板簧自由弧高H0 ，从零开始连续均匀加载至给定载荷P，测定板簧弧高H1 ，继续加载至验证负荷，再卸载至给定载荷P，测定板簧弧高H2 ，则刚度，其中H=（H1+H2）/2 。
基于ANSYS的接触弹簧有限元分析
—
、 ｆ
ｆ ｜
蛊
一
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１ ７ ． ５ ２ Ｏ ． Ｏ
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形 结
４． ０ ８ ４． ２ ３ ３． ４ ８
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（） 稻驾戡 ａ位
在工 程 中会 遇到 大量 的接 触 问题 ， 如齿 轮 的啮合 、 法兰 联接 、 电轴承 接 触 、 头 与 卡 座 、 机 卡 密封 、 成 形 、 板 冲击 等 。接触 问题是 典 型 的状 态 非 线 性 问题 ， 需要 较 大 的计算 资源 ， 了进 行实 际有 效 的计 算 ， 解 问题 的 为 理 特性 和建立 合理 的模 型是 很 重要 的 。ＡＮＳ ＹＳ软件 具 有较 先进 的接触 分析 功能 ， 可分 析刚体 与柔 体 、 体与 柔 柔 体 之间 的接 触 。本 文 应 用 ＡＮＳ Ｓ软 件 ， 照 弹簧 Ｙ 按 卡头 与卡座 的几何 结 构和 已知数 据 ， 立其计 算模 型 ， 建 并 对 卡头压 进卡 座 的力 学 过程 进 行 有 限元 分 析 ， 察 考 其 刚度 特性 、 应力 分布 情况及 接触 状态 ， 以提 高模 型 的
收 稿 日期 ；２ １— １ １ ；修 回 日期 ：２ １— ２１ ０ ２０ — ０ ０ ２ ０— ５
图 ６为耦合 完成 后 的残余 应力 等 值 线 图 。从 图 ６
作 者 简 介 ；高 雪 琴 （ ９６） １７ － ，女 ，山 西 盂 县 人 ，讲 师 ，硕 士 ，研 究 方 向 ：地 面 武 器 机 动 工程 。
计 算精 度 。
abaqus弹簧支座约束
abaqus弹簧支座约束【实用版】目录1.Abaqus 弹簧支座的概念和作用2.Abaqus 弹簧支座的约束类型3.Abaqus 弹簧支座的设置方法4.Abaqus 弹簧支座的应用案例5.Abaqus 弹簧支座的优点和局限性正文Abaqus 弹簧支座约束是一种在 Abaqus 有限元分析软件中常用的支座类型，主要用于模拟结构在受力过程中产生的位移和约束反力。
弹簧支座约束广泛应用于桥梁、建筑、机械等领域的结构分析中，可以帮助工程师更准确地评估结构的性能和安全性。
一、Abaqus 弹簧支座的概念和作用Abaqus 弹簧支座约束是一种模拟结构支座行为的方法，通过指定弹簧刚度、阻尼比等参数，可以模拟支座在受力过程中的位移和反力。
在结构分析中，弹簧支座约束可以有效地模拟支座与结构之间的相互作用，有助于提高分析结果的准确性。
二、Abaqus 弹簧支座的约束类型Abaqus 弹簧支座约束主要包括以下几种类型：1.线性弹簧支座：线性弹簧支座约束是指支座反力与位移成线性关系的约束。
这种约束适用于模拟支座反力与位移关系较为简单的结构。
2.旋转弹簧支座：旋转弹簧支座约束是指支座反力与位移角度成线性关系的约束。
这种约束适用于模拟支座在转动过程中的反力与位移关系。
3.通用弹簧支座：通用弹簧支座约束可以同时模拟线性和旋转弹簧支座的特性，适用于模拟较为复杂的支座行为。
三、Abaqus 弹簧支座的设置方法在 Abaqus 中设置弹簧支座约束的步骤如下：1.创建模型：首先需要创建一个有限元模型，包括需要约束的结构和支座。
2.定义材料属性：为模型中的各个元素指定材料属性，如弹性模量、泊松比等。
3.添加约束：选择需要添加弹簧支座约束的元素，然后在 Abaqus 中添加相应的约束。
可以根据需要设置弹簧刚度、阻尼比等参数。
4.施加载荷：在模型上施加相应的载荷，如均布荷载、集中荷载等。
5.求解：使用 Abaqus 求解器进行计算，得到结构的位移、应力、应变等分析结果。
abaqus弹簧黏合行为
abaqus弹簧黏合行为
摘要：
1.Abaqus 弹簧的概述
2.Abaqus 弹簧的黏合行为特点
3.Abaqus 弹簧黏合行为的影响因素
4.Abaqus 弹簧黏合行为的应用实例
5.总结
正文：
一、Abaqus 弹簧的概述
Abaqus 是一种广泛应用于工程领域的有限元分析软件，其内置的弹簧元件可以模拟各种类型的弹簧，如线性弹簧、二次弹簧、指数弹簧等。
在Abaqus 中，弹簧元件通过节点和单元相互连接，形成复杂的结构体系。
二、Abaqus 弹簧的黏合行为特点
Abaqus 弹簧的黏合行为是指在模拟过程中，当两个接触的弹簧单元之间的压力达到一定程度时，它们会黏合在一起，形成一个整体。
这种行为在实际工程中常见于橡胶等具有黏弹性材料的结构中。
在Abaqus 中，弹簧黏合行为可以通过设置黏合参数来控制。
三、Abaqus 弹簧黏合行为的影响因素
1.接触压力：当两个弹簧单元之间的接触压力超过一定值时，它们容易发生黏合。
2.弹簧刚度：弹簧刚度越大，发生黏合的可能性越高。
3.黏合参数设置：Abaqus 中的黏合参数设置会影响弹簧黏合行为的发生。
四、Abaqus 弹簧黏合行为的应用实例
在汽车工程领域，Abaqus 弹簧黏合行为可以用于模拟汽车车身结构在碰撞过程中的变形，以及座椅和安全带等具有黏弹性材料的部件的行为。
这有助于工程师更好地评估车辆安全性能，并优化设计方案。
五、总结
Abaqus 弹簧黏合行为在工程领域具有广泛的应用，它可以模拟各种具有黏弹性材料的结构体系。
abaqus弹簧压缩变形
abaqus弹簧压缩变形弹簧是一种常见的机械元件，具有储存和释放能量的能力。
在工程应用中，弹簧的压缩变形是一个常见的现象。
为了准确地预测和分析弹簧的行为，工程师们使用了各种计算工具和软件。
其中，Abaqus是一个广泛应用于弹簧压缩变形分析的强大软件。
Abaqus是一种基于有限元方法的工程仿真软件，它能够模拟和分析多种材料和结构的力学行为。
在弹簧压缩变形的分析中，Abaqus提供了弹簧元素和接触元素的模拟和建模功能，使工程师能够准确地预测和评估弹簧的压缩变形。
在使用Abaqus进行弹簧压缩变形分析时，首先需要创建一个弹簧的几何模型。
这可以通过Abaqus的建模工具来完成，工程师可以根据弹簧的形状和尺寸来创建一个准确的模型。
接下来，需要定义弹簧的材料属性，例如弹性模量和泊松比。
这些参数将影响弹簧的弹性行为。
在定义了几何模型和材料属性后，工程师可以将弹簧元素和接触元素添加到模型中。
弹簧元素是一种特殊的有限元素，用于模拟和分析弹簧的力学行为。
接触元素用于模拟弹簧与其他结构元素的接触和相互作用。
一旦模型设置完成，工程师可以定义边界条件和加载条件。
边界条件是用于限制弹簧在分析中的运动和变形的约束条件。
加载条件是用于模拟和模拟施加到弹簧上的力或位移。
这些条件将影响弹簧的响应和行为。
完成模型设置后，工程师可以运行Abaqus的分析器来执行弹簧压缩变形的仿真和分析。
Abaqus将根据模型和定义的条件来计算和模拟弹簧的压缩变形。
工程师可以通过Abaqus的结果分析工具来查看和评估弹簧的变形和应力分布。
Abaqus还提供了各种分析和评估工具，例如位移和应力云图、应力应变曲线和变形图等。
这些工具可以帮助工程师深入了解弹簧的行为和性能，并做出准确的设计和分析决策。
总结起来，Abaqus是一个强大的工程仿真软件，可用于预测和分析弹簧的压缩变形。
通过准确建模和定义适当的边界条件和加载条件，工程师可以利用Abaqus来模拟和分析弹簧的力学行为。
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阻尼比2：ζ=1.0。（临界阻尼）
阻尼比3：ζ=0.3。（欠阻尼）
阻尼比4：ζ=0.0。（无阻尼）
位移1：w=10 lb。
刚度：k=30 lb/in。
质量：m=w/g=0.02590673 lb-sec2/in。
位移2：△=1 in。
重力加速度：g=386 in/sec2
2.4求解结果显示
在POST26中显示内容设置如图20所示。POST26观察结果（节点1、3、5、7的位移时间历程结果）的曲线，如图21所示。POST26观察结果列表显示如图22所示。
图20变量设置选项图21观察结果曲线
图22变量与频率的列表
3结束语
本文结合理论推导，以ANSYS作为平台，对弹簧、质量、阻尼系统进行瞬态动力学求导与分析。由上述曲线可以看出，在时间很小时，其他参数不变，随着阻尼系数的减小，系统的位移运动曲线衰减的更迅速。这一点与理论分析吻合得很好。本文的研究工作，可以为制造业的信息化过程提供一定的参考。
-0.1347
-0.1087
-0.0782
-0.0429
-0.0017
0.036
0.0785
0.1164
0.1598
0.196
0.2412
0.2729
0.3036
0.32
0.3417
0.2821
0.2324
-0.1198
-0.2373
-0.164
-0.1865
-0.1095
-0.0753
-0.0173
/ESHAPE,1.0
/SOLU
ANTYPE,SPECTR !谱分析
SPOPT,SPRS
MDAMP,1,DAMPRATIO, , , , , ,
SED,1
SVTYPE,2,1
FREQ,0.167,0.25,0.333,0.44444,0.5,0.667,1,1.25,1.667
SV,,0.154350625,0.191590625,0.210210625,0.224175625,0.250716714,0.329514922,0.484352764,0.598723486,0.786897371
0振动力学简介
振动是一种运动形态，是指物体在平衡位置附近作往复运动。从广义上讲，如果表征一种运动的物理量作时而增大时而减小的反复变化，就可以称这种运动为振动。如果变化的物理量是一些机械量或力学量，例如物体的位移、速度，加速度、应力及应变等等，这种振动便称为机械振动。
振动力学是指借助数学、物理、实验和计算技术，探讨各种振动现象，阐明振动的基本规律，以便克服振动的消极因素，利用其积极因素，为合理解决各种振动问题提供理论依据的一门科学。
-0.0131
-0.019
-0.0196
-0.0066
0.003
0.0141
-0.0049
-0.0128
-0.0144
-0.0203
-0.026
-0.0325
-0.0306
-0.0172
-0.0197
-0.0163
-0.0164
-0.0067
0.0025
0.015
0.0236
0.0252
0.0336
数据文件
record.txt
-0.0014
-0.0108
-0.0101
-0.0088
-0.0095
-0.012
-0.0142
-0.0128
-0.011
-0.0085
-0.0085
-0.0131
-0.0176
-0.0194
-0.0162
-0.0144
-0.0108
-0.0082
-0.0042
-0.0066
FINI
/CLEAR
/UNITS,SI
/PREP7
DAMPRATIO=0.02 !振型阻尼系数都为0.02
ET,1,BEAM188
KEYOPT,1,7,1
KEYOPT,1,8,1
ET,2,MASS21,,,4
MP,EX,1,210E9
MP,NUXY,1,0.3
MP,DENS,1,7800
MPDATA,DAMP,1,,DAMPRATIO
*DIM,AC,,NT
*VREAD,AC(1),RECORD,TXT
(F8.3)
/SOLU
D,1,ALL,
ANTYPE,0
SOLVE
FINISH
/SOLU !模态分析
ANTYPE,2
MODOPT,SUBSP,8
MXPAND,8, , ,1
SOLVE
FINI
!得到自振频率1
*GET,FREQ1,MODE,1,FREQ
SECTYPE,3,BEAM,I
SECDATA,0.2,0.2,0.5,0.01,0.01,0.008
R,1,1.6E2,1.6E2
R,2,1.2E2,1.2E2
K,1,0,0,0
K,2,0,3,0
K,3,0,6,0
K,4,0,9,0
K,5,0,12,0
K,6,0,0,10000
L,1,2
L,2,3
0.0113
0.0533
0.0895
0.1186
0.1757
0.0576
-0.2631
-0.1547
图14求解输出项设置图15数据输出项控制设置
（4）定义边界条件并求解
对节点施加位移约束如图16所示；对节点施加力约束，如图17所示；求解。
图16对节点施加位移约束图17对节点施加力约束
（5）时间控制设置与输入力并再求解
时间控制设置如图18所示；输入力如图19所示；求解。
图18时间控制对话框图19输入力的值
FREQ,2.222,10,100000
SV,,1.034212766,1.034212766,0.3528
!按7度多遇博研，博研影响系数0.08第一组III场地TG＝0.45
SRSS,0.01,DISP
SOLVE
FINISH
/POST1
/INP,,MCOM
NSORT,U,SUM
*GET,DMAX_SPE,SORT, ,MAX !反应谱最大变形
2阻尼振动系统的自由振动瞬态动力学分析
本文结合理论推导，以ANSYS软件作为平台，对弹簧、质量、阻尼系统进行瞬态动力学求导与分析。
2.1系统模型建立与理论推导
（1）模型建立
如图2所示的振动系统，由4个系统组成，分为两大类情况：有阻尼和无阻尼，其中有阻尼又可分为（过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三类）。在质量块上施加随时间变化的力，计算在振动系统的瞬时响应情况，比较不同阻尼下系统的运动情况。
0.071
0.0995
0.1219
0.1529
0.1449
0.1155
0.0935
0.0892
0.0926
0.0839
0.0901
0.0993
0.1209
0.0328
-0.1475
-0.2066
-0.1989
-0.2034
-0.1816
-0.1725
-0.1752
-0.1753
-0.1805
-0.163
图4修改文件名对话框
图5修改标题对话框
从主菜单选择Preference命令，选定“Structural”参数。
（2）定义单元类型
在定义有限元分析时，首先应根据分析问题的几何结构、分析类型和所分析的问题精度要求等，选定合适的单元类型。本例中选用复合单元Combination40，如图6所示。
图6单元类型库对话框
其中，阻尼比：
图2系统模型图
（2）系统微分方程求解
将该系统抽象成如图3所示的模型，其中依据题意，忽略系统中质量块的影响，建立系统一般微分方程如下（本系统中F(t)=0）：
即：
图3系统分析模型图
接下来，对建立的方程进行求解，
令
则方程可以写成：
则
即
将解出的s带入 式中，定义好阻尼系数，便可以推导出振动系统的瞬态响应情况，并可以推导出不同阻尼下系统的运动情况。
0.0463
0.0492
0.0419
0.0359
0.0271
0.0235
0.0339
0.0412
0.053
0.0639
0.0732
0.0652
0.0599
0.04
0.04
0.0063
-0.0515
-0.0787
-0.0603
-0.0484
-0.025
-0.0059
0.0134
0.0308
0.0499
振动是普遍存在的物理现象，是受外界激励而使系统包含的质量、弹性、阻尼等元件对外界激励的响应。在所有科学领域和日常生活中都会遇到各种不同程度的振动，基于振动对工业生产的重要影响，国内外许多学者在此领域进行了大量的研究。在机械结构的动力学特性研究上主要体现在以下几方面：(1)建立振动模型；(2)确定结构系统的动态特性；(3)采用非比例阻尼方法准确估计系统的阻尼矩阵；(4)基于实验数据结构的有限元模型修正等方面。
（2）设置主自由度
从主菜单中选择Solution>Master DOFs>User Selected>Define命令，激活“Min，Max，Inc”选项，在文本框中输入1，7，2并确定，再选定主自由度如图12所示。
（3）瞬态动力分析设置
瞬态动力分析设置分别如图13、14、15所示。
图12设置主自由度图13时间历程选项设置
!开始博研计算
FINISH
/CONFIG,NRES,20000