有限元模态分析讲义--ANSYS

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基于ANSYS Workbench的V8发动机曲轴有限元模态分析

基于ANSYS Workbench的V8发动机曲轴有限元模态分析

【 摘
要】 曲轴是发动机最重要的部件之一 , 其强度 、 刚度 可以决定发动机的性能, 只有强度、 刚度
合格 的曲轴才 能保 障发 动机 的正常运行 。 利用 Sl Wok 建 立 了一 个高速 赛车 V 发 动机 的曲轴模型 , oi rs d 8 并将 曲轴模 型保存 为 I E G S格 式导入 到有 限元 分析软 件 A S SWokec N Y rbnh中, 最后 对 曲轴模 型进行 了 有 限元模 态分析 , 获取 了曲轴 的前 1 固有频 率和相 应振型 。模 态分析a kh. sa l t aodtersnn e q e c g n w i i e oip oete z i h r s be o v i eo a c u nyr i h hw l hl t m r h ao f n a l  ̄i h eo, c l p v
L u nZ N o gj n Y i - a gZ A G L n - ig V D a ,E G D n-i , U Xa yn ,H N o g pn a o ( c ol f rnp r t na dA t t eE gn eig Xh aU iesy C eg u6 0 3 , hn ) S h o o a sot i n uo i n ie r , iu nvri , h n d 10 9 C ia T ao mo v n t
d . dar eec aao ep r na m d ayi i o ti d w ih rv e ert a bs r e An frn ed x ei t a a l s s ban . hc o i sat oe c aif e t f e m lo ln s e p d h il so
r i it ad i - a t akh . ea ly n esn o h c sa lbi Z p f e r f n t f

ANSYS模态分析教程及实例讲解

ANSYS模态分析教程及实例讲解

ANSYS模态分析教程及实例讲解ANSYS是一款常用的有限元分析软件,可以用于执行结构分析、热分析、流体分析等多种工程分析。

模态分析是其中的一项重要功能,用于计算和分析结构的固有振动特性,包括固有频率、振型和振动模态,可以帮助工程师了解和优化结构的动态响应。

以下是一份ANSYS模态分析教程及实例讲解,包含了基本步骤和常用命令,帮助读者快速上手模态分析。

1.创建模型:首先需要创建模型,在ANSYS界面中构建出待分析的结构模型,包括几何形状、材料属性和边界条件等。

可以使用ANSYS的建模工具,也可以导入外部CAD模型。

2.网格划分:在模型创建完毕后,需要进行网格划分,将结构划分为小的单元,使用ANSYS的网格划分功能生成有限元网格。

网格划分的细腻程度会影响分析结果的准确性和计算时间,需要根据分析需要进行合理选择。

3.设置材料属性:在模型和网格创建完毕后,需要设置材料属性,包括弹性模量、密度和材料类型等。

可以通过ANSYS的材料库选择已有的材料属性,也可以自定义材料属性。

4.定义边界条件:在模型、网格和材料属性设置完毕后,需要定义结构的边界条件,包括约束和加载条件。

约束条件是指结构受限的自由度,例如固定支撑或限制位移;加载条件是指施加到结构上的载荷,例如重力或外部力。

5.运行模态分析:完成前面几个步骤后,就可以执行模态分析了。

在ANSYS中,可以使用MODAL命令来进行模态分析。

MODAL命令需要指定求解器和控制选项,例如求解的模态数量、频率范围和收敛准则等。

6.分析结果:模态分析完成后,ANSYS会输出结构的振动特性,包括固有频率、振型和振动模态。

可以使用POST命令查看和分析分析结果,例如绘制振动模态或振动模态的频率响应。

下面是一个实际的案例,将使用ANSYS执行模态分析并分析分析结果。

案例:矩形板的模态分析1.创建模型:在ANSYS界面中创建一个矩形板结构模型,包括矩形板的几何形状和材料属性等。

ANSYS有限元分析——课程PPT课件

ANSYS有限元分析——课程PPT课件

文档仅供参考,如有不当之处,请联系本人改正。
12.ANSYS/DesignSpace:该模块是ANSYS的低端产品, 适用与设计工程师在产品概念设计初期对产品进行基 本分析,以检验设计的合理性。其分析功能包括:线 性静力分析、模态分析、基本热分析、基本热力耦合 分析、拓扑优化。其他功能有:CAD模型读取器、自 动生成分析报告、自动生成ANSYS数据库文件、自动 生成ANSYS分析模板。产品详细分类: DesignSpace for MDT DesignSpace for SolidWorks Standalone DesignSpace : ( 支 持 的 CAD 模 型 有 : Pro/E 、 UG 、 SAT、Parasoild)
文档仅供参考,如有不当之处,请联系本人改正。
8. ANSYS/ED:该模块是一个功能完整的设计模拟程序, 它拥有ANSYS隐式产品的全部功能,只是解题规模受 到了限制(目前节点数1000)。该软件可独立运行, 是理想的培训教学软件。
9. ANSYS/LS-DYNA:该程序是一个显示求解软件,可 解决高度非线性结构动力问题。该程序可模拟板料成 形、碰撞分析、涉及大变形的冲击、非线性材料性能 以及多物体接触分析,它可以加入第一类软件包中运 行,也可以单独运行。
有限元分析的基本步骤如下: • 建立求解域并将其离散化有限单元,即将连续问题分
解成节点和单元等个体问题; • 假设代表单元物理行为的形函数,即假设代表单元解
的近似连续函数; • 建立单元方程; • 构造单元整体刚度矩阵; • 施加边界条件、初始条件和载荷; • 求解线性或非线性的微分方程组,得到节点求解结果;
文档仅供参考,如有不当之处,请联系本人改正。
6. 声学分析 ●定常分析 ●模态分析 ●动力响应分析

ANSYS Workbench 17·0有限元分析:第6章-模态分析

ANSYS Workbench 17·0有限元分析:第6章-模态分析

第6章 模态分析 模态分析主要用于确定结构和机器零部件的振动特性(固有频率和振型)也是其他动力学分析(如谐响应分析、瞬态动力学分析以及谱分析等)的基础。

利用模态分析可以确定一个结构。

本章先介绍动力学分析中较为简单的部分★ 了解模态分析。

6.1 模态分析概述模态分析(Modal Analysis )亦即自由振动分析,是研究结构动力特性的一种近代方法,是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。

模态是机械结构的固有振动特性,每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。

模态参数可以由计算或试验分析取得,这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。

模态分析的经典定义是将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标,使方程组解耦,成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程,以便求出系统的模态参数。

坐标变换的变换矩阵为模态矩阵,其每列为模态振型。

对于模态分析,振动频率i ω和模态i φ是由下面的方程计算求出的:[][](){}20i iK M ωφ−= 模态分析的最终目标是识别出系统的模态参数,为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报、结构动力特性的优化设计提供依据。

模态分析应用可归结为:评价现有结构系统的动态特性。

在新产品设计中进行结构动态特性的预估和优化设计。

诊断及预报结构系统的故障。

控制结构的辐射噪声。

识别结构系统的载荷。

ANSYS Workbench 17.0有限元分析从入门到精通受不变载荷作用产生应力作用下的结构可能会影响固有频率,尤其是对于那些在某一个或两个尺度上很薄的结构,因此在某些情况下执行模态分析时可能需要考虑预应力的影响。

进行预应力分析时首先需要进行静力结构分析(Static Structural Analysis ),计算公式为:[]{}{}K x F =得出的应力刚度矩阵用于计算结构分析([][]0S σ→),这样原来的模态方程即可修改为:[][]()2i K S M ω+− {}0iφ= 上式即为存在预应力的模态分析公式。

有限元方法与ANSYS应用第7讲有限元的基础理论与方法 有限元案例分析 动力分析

有限元方法与ANSYS应用第7讲有限元的基础理论与方法 有限元案例分析 动力分析

有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—谐响应分析
完全法谐响应分析----加载并求解
步骤:
2 定义分析类型和分析选项
· 选项: Mass Matrix Formulation[LUMPM]
此选项用于指定是采用缺省的分布质量矩阵(取决 于单元类型)还是集中质量矩阵。建议在大多数应用中 采用缺省的分布质量矩阵。但对于某些包含“薄膜”结 构的问题,集中质量近似矩阵经常能产生较好的结果。
有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—谐响应分析
三种求解方法----完全法
优点:
· 用单一处理过程计算出所有的位移和应 力。 · 允许定义各种类型的载荷:节点力、外 加的(非零)位移、单元载荷(压力和温 度)。 · 允许在实体模型上定义载荷。
有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—谐响应分析
步骤:
9 观察结果
2.派生数据 · 节点和单元应力 · 节点和单元应变 · 单元力 · 节点反作用力,等等。
有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—谐响应分析
缩减法谐响应分析
缩减法的分析过程由五个主要步骤组成: 1.建模; 2.加载并求得缩减解; 3.观察缩减解结果; 4.扩展解(扩展过程); 5.观察已扩展的解结果。 在这些步骤中,第1步的工作与完全法的相同。
有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—谐响应分析
任何持续的周期载荷作用在结构系统中 所产生的持续性周期响应(谐响应)。
有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—谐响应分析 谐响应分析寻求对已知幅值载荷的
响应振幅。 该载荷随时间以已知频率呈正弦形
式变化。

ANSYS模态分析教程及实例讲解解析

ANSYS模态分析教程及实例讲解解析

ANSYS模态分析教程及实例讲解解析ANSYS是一个广泛应用于工程领域的有限元分析软件,可以用于各种结构的模态分析,包括机械结构、建筑结构、航空航天结构等。

模态分析是通过计算结构的固有频率和振动模态,用于评估结构的动力特性和振动响应。

以下是一个ANSYS模态分析的教程及实例讲解解析。

一、教程:ANSYS模态分析步骤步骤1:建立模型首先,需要使用设计软件绘制或导入一个几何模型。

然后,在ANSYS中选择适当的单元类型和材料属性,并创建适当的网格。

确保模型的几何形状和尺寸准确无误。

步骤2:约束条件在进行模态分析之前,需要定义适当的约束条件。

这些条件包括固定支持的边界条件、约束点的约束类型、约束方向等。

约束条件的选择应该与实际情况相符。

步骤3:施加载荷根据实际情况,在模型上施加适当的载荷。

这些载荷可以是静态载荷、动态载荷或谐振载荷,具体取决于所要分析的问题。

步骤4:设置分析类型在ANSYS中,可以选择多种不同的分析类型,包括静态分析、模态分析、动态响应分析等。

在进行模态分析时,需要选择模态分析类型,并设置相应的参数。

步骤5:运行分析设置好分析类型和参数后,可以运行分析。

ANSYS将计算结构的固有频率和振动模态。

运行时间取决于模型的大小和复杂性。

步骤6:结果分析完成分析后,可以查看和分析计算结果。

ANSYS将生成包括固有频率、振动模态形态、振动模态形状等在内的结果信息。

可以使用不同的后处理技术,如模态形态分析、频谱分析等,对结果进行更详细的分析。

二、实例讲解:ANSYS模态分析以下是一个机械结构的ANSYS模态分析的实例讲解:实例:机械结构的模态分析1.建立模型:使用设计软件绘制机械结构模型,并导入ANSYS。

2.约束条件:根据实际情况,将结构的一些部分设置为固定支持的边界条件。

3.施加载荷:根据实际应用,施加恰当的静态载荷。

4.设置分析类型:在ANSYS中选择模态分析类型,并设置相应的参数,如求解方法、迭代次数等。

有限元分析与ANSYS

有限元分析与ANSYS
– 微机电系统
– 运动器械
January 30, 2001 Inventory #001441 2-6
有限元分析与ANSYS
…关于ANSYS
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Training Manual
Introduction to ANSYS 5.7, Part 1
ANSYS/Multiphysics 是ANSYS产品的“旗舰”,它包括所有工程学科的 所有性能 ANSYS/Multiphysics有三个主要的组成产品
Training Manual
Introduction to ANSYS 5.7, Part 1
有限元分析是一种模拟设计荷载条件,并且确定在荷载条件下的设计响应
• The finite element method of structural analysis was created by academic and industrial researchers during the 1950s and 1960s. • The underlying theory is over 100 years old, and was the basis for pen-and-paper calculations in the evaluation of suspension bridges and steam boilers.
Introduction to ANSYS 5.7, Part 1
ANSYS/ Emag
ANSYS/ Structural ANSYS/ ED ANSYS/ FLOTRAN ANSYS/ LS-DYNA
ANSYS/ ProFEA
DesignSpace ANSYS/ PrepPost ANSYS/ University

ANSYS模态分析详细解释

ANSYS模态分析详细解释

Ansys模态分析详细论述1、有限元概述将求解域分解成若干小域,有限元模型由单元组成,单元之间通过节点连接,并承受载荷,节点自由度是随着连接该点单元类型变化的。

1.1分析前准备(1)研读相关理论基础;(2)参考别人的分析方法和思路;(3)考虑时间和设备,做适当的简化假设,设定条件、材料并决定分析方式;(4)了解力学现象、分析关键位置并预先评估。

1.2 Von Mises 应力Von Mises 应力是非负值,应力表达式可表示为:1.3结果的分析(1)建立疏密不同的三至五种网络,选择适中密度,不能以存在应力集中点处的结果做对比;(2)检验网格,分析结果的合理性,选择安全系数,并且要分析应力集中的真实性与危险性。

(3)接触收敛速度的提高:在不影响结构的前提下,控制或减少接触单元生成数目,并采用线性搜索,与打开自适应开关来提高收敛速度。

2、模态分析中的几个基本概念物体按照某一阶固有频率振动时,物体上各个点偏离平衡位置的位移是满足一定的比例关系的,可以用一个向量表示,这个就称之为模态。

模态这个概念一般是在振动领域所用,可以初步的理解为振动状态,我们都知道每个物体都具有自己的固有频率,在外力的激励作用下,物体会表现出不同的振动特性。

2.1主要模态一阶模态是外力的激励频率与物体固有频率相等的时候出现的,此时物体的振动形态叫做一阶振型或主振型;二阶模态是外力的激励频率是物体固有频率的两倍时候出现,此时的振动外形叫做二阶振型,以依次类推。

一般来讲,外界激励的频率非常复杂,物体在这种复杂的外界激励下的振动反应是各阶振型的复合。

模态是结构的固有振动特性,每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。

这些模态参数可以由计算或试验分析取得,这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。

有限元中模态分析的本质是求矩阵的特征值问题,所以“阶数”就是指特征值的个数。

将特征值从小到大排列就是阶次。

实际的分析对象是无限维的,所以其模态具有无穷阶。

第二章 有限元分析软件ANSYS-飞机机翼的模态分析

第二章 有限元分析软件ANSYS-飞机机翼的模态分析
CAE技术及其应用
刘玲 机械工程学院
第二章 有限元分析软件ANSYS
第二章 有限元分析软件ANSYS
§2.1 ANSYS软件介绍
§2.2 ANSYS程序的结构
§2.3 ANSYS图形用户界面 §2.4 ANSYS分析基本步骤
§2.5 ANSYS实例分析
§2.5 ANSYS实例分析
§2.5.1 六方孔螺钉头用扳手的静力分析 §2.5.2 飞机机翼的模态分析
ANSYS提供了强大的动力分析工具,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。
一、动力分析简介
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
谱分析
二、动力学分析分类_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。
§2.5.2 飞机机翼的模态分析
一、问题描述
二、建立模型
三、定义边界条件并求解
四、查看结果
五、命令流输入
一、问题描述
对一个飞机机翼进行模态分析。机翼沿长度方向的轮廓是一致的,横 截面由直线的样条曲线定义。机翼的一端固定在机体上,另一端悬空。要
求分析得到机翼的模态自由度。有关的几何尺寸见图1,机翼材料的常数为:
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
模态提取方法
二、动力学分析分类_模态分析
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。前者有旋转的涡轮叶片等模态分析,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-Workbench详解教程ppt课件

Ansys-Workbench详解教程ppt课件
局部细化: 支撑处、载荷施加位置、应力变化较大的地方。
ppt课件.
33
网格控制
具体操作:选中结构树的Mesh项,点击鼠标右键,选择Insert,弹出 对网格进行控制的各分项,一般只需设置网格的形式(Method)和单元的 大小(Sizing)。
其余一些网格控制项的意义:
Refinement—细化网格 Mapped Face Meshing—映射网格;
定义
真实系统
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有限元模型
4
节点和单元
载荷
节点: 空间中的坐标位置,具有一定自由度和 存在相互物理作用。
单元: 一组节点自由度间相互作用的数值、矩阵 描述(称为刚度或系数矩阵)。单元有线、面或实 体以及二维或三维的单元等种类。
约束
有限元模型由一些简单形状的单元组成,单元之间通过 节点连接,并承受一定载荷。
与单选的方法类似,只需选择Box Select,再在图形窗口中按住 左键、画矩形框进行选取。 3、在结构树中的Geometry分支中进行选择。
屏幕下方的状态条中将显示被选择的目标的信息。
ppt课件.
22
显示/隐藏目标
1、隐藏目标
在图形窗口的模型上选择一个目标,单击鼠标右键,在弹出的选
项里选择
,该目标即被隐藏。用户还可以在结构树中选取一
操作界面的显示 工具条的显示 选择目标 显示/隐藏 旋转、平移、缩放
ppt课件.
18
创建、打开、保存文档
File菜单或者工具条的 1、创建一个新文档。选择File—New命令。 2、 打开文档。选择File—Open命令。 3、保存文档。选择File—Save或Save As命令,
一般保存为.dsdb格式的文档。

ansys有限元分析

ansys有限元分析

目录第一章模型概述 (1)1.1 模型简介 (1)1.2 材料特性 (1)1.3 受力分析 (2)第二章有限元分析 (3)2.1 使用软件 (3)2.2 基础操作准备 (3)2.3 静力学分析 (4)2.3.1 约束和受力 (4)2.3.2 结果分析 (5)2.4 模态分析 (7)第三章装配视图展示 (11)总结 (13)第一章模型概述1.1 模型简介本模型是完成锥齿轮减速机合箱加工工序——镗输出轴轴承孔工序的夹具模型。

该夹具是结合锥齿轮减速机加工工序进行设计完成的。

采用的是杠杆滑块夹具,原理图如图1.1所示,基本尺寸如图1.2所示。

图1.1 杠杆滑块夹具图1.2 夹具尺寸1.2 材料特性夹具采用材料为45号钢,材料特性如表1所示。

表1 材料特性1.3 受力分析当加工夹紧时,气缸的输出压力最大,因此对夹紧状态进行受力分析,因此在夹紧时计算的气缸输出力应满足夹紧条件。

该机构夹紧时的受力分析图如图1.3所示:图1.3 受力分析图由转矩平衡方程:,将带入算得:气缸的最大动力为:。

经过计算,F处的压强为1.05 MPa,W k 处的压强为2.7 MPa。

装配简图如图1.4所示。

图1.4 装配简图第二章有限元分析2.1 使用软件本次课程使用软件是ANSYS WORKBENCH,ANSYS WORKBENCH是美国ANSYS公司开发的一款融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。

ANSYS WORKBENCH和ANSYS MECHANICAL(常称之为ANSYS,或经典界面)都能满足基本有限元分析需求,前者是一个综合设计平台,封装了很多过程和软件,更易上手,后者更注重原理和求解器等等的选择,对结构、力学、有限元等理论知识要求更高。

结合模型难易程度,选择使用ANSYS WORKBENCH有限元分析软件对夹紧状态下的夹具进行了静力学分析和模态分析。

2.2 基础操作准备首先将solidworks所建夹具三维模型导出为x_t格式备用。

ANSYS入门教程,第二章,有限元分析与ANSYS

ANSYS入门教程,第二章,有限元分析与ANSYS
为什么需要有限元分析? • 减少模型试验
– 计算机模拟,容许对大量假设情况进行快速有效的试验。
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 8.0 - Part 1

模拟不适合在原型上进行试验的设计。
– 例如:器官移植,人造膝盖。

作用:
– 节省费用 – 节省时间——缩短产品开发周期! – 创造出更可靠的高品质的设计。
ANSYS Multiphysics是ANSYS产品的“旗舰”,它包括工程学科的所有功能

其他产品:
– ANSYS Workbench –与CAD结合的开发环境 – ANSYS LS-DYNA –用于高度非线性问题。 – ANSYS Professional – 用于线性结构和热分析, 是ANSYS Mechanical的子 集。 – ANSYS DesignSpace – 用于线性结构和稳态热分析,是Workbench 环境 下的ANSYS Mechanical 的子集。
第2章
有限元分析与ANSYS
第 2 章-有限元分析与ANSYS
引言
• • • • 为了了解将要学习的内容,教师将做一个简单的例子。 通过GUI方式来做这个例子,不讨论任何有关建模的细节。 本例是一个在端点施加集中荷载的悬臂梁。 本例的理论解为:
d = PL3/3EI = (-100)*(103)/(3)*(30e6)*(1/12) = -0.013
– – –
每一个单元都有确定的方程描述在一定荷载 下的响应。 模型中所有单元响应的“和”,给出了设计 的总体响应。 单元中未知量的个数是有限的,因此称为“ 有限单元”。
历史
• 结构分析有限元法是1950年至1960 年期间,由学术界和工业界的研究 人员建立起来的。 • 有限元的基本理论已有100年之久, 而且用来计算过悬索桥和蒸汽锅炉 。

有限元分析培训(第4讲 ANSYS Workbench结构静力分析&模态分析)

有限元分析培训(第4讲 ANSYS Workbench结构静力分析&模态分析)
Finite Element Analysis Training
有限元分析培训
邵世林 喻炜 董大鹏
传统设计过程 设计 制造
重新设计循环
CAD
试验
批量生产
CAE驱动设计过程
概念设计
设计
CAD
CAE
制 造
试 验
批量生 产
优化循环
导入或建立几何模型
HyperMesh、ANSA、Patran、SimXpert、 MEDINA、FEMAP等
四 连接关系
接触类型
对于理想无限大的Knormal , 零穿透. 但对于罚函数法, 这在数值计算中是不可能,但是只要Xpenetration 足够 小或可忽略,求解的结果就是精确的。
四 连接关系
接触类型
Pure Penalty 和Augmented Lagrange 公式使用积分点探测,Normal Lagrange 和MPC 公式 使用节点探测(目标法向)。节点探测在处理边接触时会稍好一些,但是,通过局部网格细化, 积分点探测也会达到同样的效果。
Nastran
ANSYS
Samcef Linear
OptiStruct
FEPG
(国产)
MSC
非线性分析
Marc
ADINA
Samcef Mecano
Fluent 流体分析
Star-CD Star-CCM+
XFlow
PowerFlow
LS-DYNA
MSC
显式分析
Dytran
Radioss
MADYMO
结构静力分析 & 模态分析
有限元分析系列课程 ANSYS Workbench篇 第四讲
一 结构静力分析概述

有限元及其分析ANSYS基本操作课件

有限元及其分析ANSYS基本操作课件
载荷步文件
图形文件
单元矩阵
文件名称
Jobname.log
Jobname.err
Jobname.out
Jobname.db
Jobname.xxx Jobname.rst Jobname.rth Jobname.rmg Jobname.rfl
文件格式 文本 文本 文本
二进制 二进制
Jobname.sn
文本
对于实体建模,需要描述模型的几何边界,以便生成有限元模型 前建立对单元大小和形状的控制,然后让ANSYS自动生成所有的 节点和单元。与之对比,直接生成方法必须直接确定每个节点的 位置,以及每个单元的大小、形状和连接关系。采用命令流方式 往往更便于实现有限元模型的直接生成。
有限元及其分析 ANSYS基本操作
BEAM189
2D
PLANE2,PLANE25,PLANE42,PLANE82,
PLANE83,PLANE145,PLANE146,PLANE182,
PLANE183
3D
SOLID45,SOLID64,SOLID65,SOLID92,
SOLID95,SOLID147,SOLID148,SOLID185,
有限元及其分析 ANSYS基本操作
2.坐标系
1)整体与局部坐标系 2)坐标系的激活 3)节点和单元坐标系
整体和局部坐标系用于几何体的定位,而节点坐标系则用于定义 节点自由度的方向。每个节点都有自己的节点坐标系,节点输入 数据(如约束自由度、载荷、主自由度、从自由度和约束方程) 和时间历程后处理(POST26)中节点结果数据(如自由度解、节 点载荷和反作用载荷)均是以节点坐标系方向表达。缺省情况下, 它总是平行于总体笛卡儿坐标系(节点坐标系与定义节点的激活 坐标系无关)。但在很多情况下需要改变节点坐标系,比如当需 要施加径向或者周向约束时,就需要将节点坐标系转到柱坐标系 下完成。

ansys有限元模态分析详解

ansys有限元模态分析详解

培训手册
ANSYS80模态分析——段志东制作

定义结构振动特性的方法:
– 固有频率 – 模态形式 – 模态参与因子(在特定方向上某个模态的参与的程度)

模态分析是各种动力学分析类型最基础的内容。
1-3
模态分析
… 定义和目的
模态分析的优点
培训手册
ANSYS80模态分析——段志东制作
• 使结构设计避免共振或按特定频率进行振动(例如扬声器) • 使工程师可以认识到对于不同类型的动力载荷结构是如何响应的 • 有助于在其它动力分析中估算求解控制参数(如时间步长)
1-7
模态分析 – 术语和概念
模态提取法
• 在ANSYS中有以下几种模态提取方法:
– – – – – – – 分块Lanczos 法(缺省) 子空间法 PowerDynamics法 缩减法 非对称法 阻尼法(full) QR 阻尼法
培训手册
ANSYS80模态分析——段志东制作

使用何种模态提取方法主要取决于模型大小(相对于计算机的计算能 力而言)和具体的应用场合
培训手册
1-11
ANSYS80模态分析——段志东制作
模态分析 – 术语和概念
… 模态提取法 – 缩减法
• 如果模型中的集中质量不会引起局部振动,例如象梁和杆那样,可以使 用缩减法:
– 内存和磁盘要求较低
– 它是所有方法中最快的 – 使用矩阵缩减法,即选择一组主自由度来减小[K]和[M]的大小 – 缩减的刚度矩阵[K]是精确的,但缩减的质量矩阵[M]是近似的 – 质量矩阵[M]精确程度取决于主自由度的数目和位置 – 通常不推荐使用,因为: • 在选择主自由度需要有很高的要求 • 分块Lanczos 法能有效的取代该方法 • 降低了硬件的花费

ANSYS 18.0有限元分析基础与实例教程课件第12章

ANSYS 18.0有限元分析基础与实例教程课件第12章
从主菜单中选择 Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh > Lines,在选择对话框中单击“Pick All”。
图12-12 Global Element Sizes对话框
图12-11 Plot Numbering Controls对话框
(3)施加位移约束。
从主菜单中选择 Main Menu > Solution > Define Losads > Apply > Structual > Displacement > On Nodes,弹出节点选取对话框,拾取 梁右端的节点,单击“OK”按钮。弹出“Apply U,ROT Nodes”对话框, “DOFs to be constrained”项中,选择“UX、UY”,单击“OK”关闭窗口。 加约束之后的模型如图12-15所示。
S—谱值 f—频率
12.1.2 动力设计分析方法(DDAM)
该方法是一种用于分析船装备抗振性的技术,它本质上来说也是
一种响应谱分析,该方法中用到的谱曲线是根据一系列经验公式和美 国海军研究实验报告(NRL-1396)所提供的抗振设计表格得到的。
12.1.3 功率谱密度(PSD)
功率谱密度(PSD)是针对随机变量在均方意义上的统计方法, 用于随机振动分析,此时,响应的瞬态数值只能用概率函数来表示, 其数值的概率对应一个精确值。
从主菜单中选择 Main Menu > Solution > Define Losads > Apply > Structual > Displacement > On Nodes,弹出节点选取对话框,拾取 梁左端的节点,单击“OK”按钮。弹出“Apply U,ROT Nodes”对话框, “DOFs to be constrained”项中,选择“UY”,单击“OK”关闭窗口,如图 12-14所示。加约束之后的模型如图12-15所示。

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。

ANSYS Workbench有限元分析实例详解(动力学)

ANSYS Workbench有限元分析实例详解(动力学)
03
5.6瞬态分 析之复合材 料
04
5.7转子动 力学之瞬态 分析
06
5.9总结
05
5.Байду номын сангаас声场之 瞬态分析
5.3.1准静态法之移动载荷瞬态分析 5.3.2瞬态法之移动载荷分析
5.4.1全刚性体(柔性体)零件全Joint连接的多体动力学 5.4.2刚柔性体零件全Joint连接的多体动力学 5.4.3刚柔性体零件Joint和Contact连接的多体动力学
5.5.1跌落冲击分析 5.5.2三辊弯曲成型分析 5.5.3接触磨损分析
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精彩摘录
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1.1动力学基本解 析
1.3低版本程序打 开高版本文件的过

2.1模态分析之计算 原理
2.2普通模态及自由 模态分析
2.3线性摄动模态分 析
2.4模态分析之拓扑 优化
1
2.5含阻尼的 模态分析
2
2.6模态之子 结构分析
3
2.7转子动力 学之模态分析
4
2.8声场模态 分析
5
2.9总结
2.2.1模态分析之固有频率研究 2.2.2模态分析之振型研究 2.2.3模态分析之线性叠加
2.3.1线性摄动模态分析之应力刚化和旋转软化 2.3.2非线性模态分析
2.4.1模态分析之拓扑优化基本实例 2.4.2齿轮减重拓扑优化设计基本实例
2.5.1复模态分析基本实例 2.5.2非对称复模态分析基本实例
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July 22, 2004 Inventory #002110
2-4
DYNAMICS 8.1
Modal Analysis
B. Terminology & Concepts
Training Manual
• General equation of motion:
M u C u K u F t
July 22, 2004 Inventory #002110
2-5
DYNAMICS 8.1
Modal Analysis
… Terminology & Concepts
Training Manual
• The square roots of the eigenvalues are i , the structure’s natural circular frequencies (radians/sec). Natural frequencies fi are then calculated as fi = i /2p cycles/sec. It is the natural frequencies fi that are input by the user and output by ANSYS.
• Assume free vibrations and ignore damping:
M u K u 0
• Assume harmonic motion ( i.e. uUsint())
K 2 M u 0
• The roots of this equation are i2, the eigenvalues, where i ranges from 1 to number of DOF. Corresponding vectors are {u}i, the eigenvectors.
• Mode Expansion has a dual meaning. For the reduced method, mode expansion means calculating the full mode shapes from the reduced mode shapes. For all other methods, mode expansion simply means writing mode shapes to the results file.
• The eigenvectors {u}i represent the mode shapes - the shape assumed by the structure when vibrating at frequency fi.
July 22, 2004 Inventory #002110
2-6
given direction)
• Most fundamental of all the dynamic analysis types.
July 22, 2004 Inventory #002110
2-3
DYNAMICS 8.1
Modal Analysis
… Definition & Purpose
Recommendation: Because a structure’s vibration characteristics determine how it responds to any type of dynamic load, always perform a modal analysis first before trying any other dynamic analysis.
DYNAMICS 8ຫໍສະໝຸດ 1Modal Analysis
… Terminology & Concepts (cont.)
Training Manual
• Mode Extraction is the term used to describe the calculation of eigenvalues and eigenvectors.
A. Definition & Purpose
Training Manual
• What is modal analysis?
• A technique used to determine a structure’s vibration characteristics:
– Natural frequencies – Mode shapes – Mode participation factors (how much a given mode participates in a
• Gives engineers an idea of how the design will respond to different types of dynamic loads.
• Helps in calculating solution controls (time steps, etc.) for other dynamic analyses.
Training Manual
Benefits of modal analysis
• Allows the design to avoid resonant vibrations or to vibrate at a specified frequency (speakers, for example).
C. Learn how to do a modal analysis in ANSYS.
D. Work on one or two modal analysis exercises.
July 22, 2004 Inventory #002110
2-2
DYNAMICS 8.1
Modal Analysis
有限元模态分析-ANSYS
精品
DYNAMICS 8.1
Module 2
Modal Analysis
Training Manual
A. Define modal analysis and its purpose.
B. Discuss associated concepts, terminology, and mode extraction methods.
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