有限元模态分析报告实例

合集下载

新型真空油泵活塞的有限元模态分析

新型真空油泵活塞的有限元模态分析
日期 :09 1一 6 -基金项 目: 20 — l 0 k 陕西省重点实验室重点科研项 目(5S 6 , 0J 1 )陕西理工学院科研基金项 目( L 0 3 ) S G 74
软件并选取四个移动副作为主动副且给予一定的运动规律进行 方向的移动 自由度 。用 PoE软件构建 了并联机构模型并 导入 r/ 仿真分析 , 运动曲线输出( 图略 )可以看 出两并联机构的动平 台 A A 软件中做 了仿真分析 , , D MS 表明分析计算结果是正确的。 通过 坐标原点在 、 Y轴方向的位移都为零 ,在轴方 向都有位移且动 仿真分析 , 再结合中医按摩的要求 , 这两种并联机构能够实现 平台都有绕 、 、 y z轴的转动角速度 ,表明两并联机构 自由度都 中医按摩所需要的动作 ,但 3 S S S机型绕三坐标轴允许转动 -P/ P 为四。通过仿真可以发现 3S SP 机型绕三坐标轴的转动角度 角度和沿 z轴方 向允许位移的变化范 围比 3 S S S 型较大 , - P/S -P/ 机 P 和沿轴方向位移的允许变化范围比 3 S SP - P /S机型大。 所以针对上述两种机型 ,可以优选 3S SP - P/S机型作为中医按摩
机 械 设 计 与 制 造
14 0
文章 编 号 :0 1 39 ( 00)9 0 0 — 3 10 — 9 7 2 1 0 — 14 0
Ma h n r De i n c iey sg

Ma u a tr n f cu e
第9 期 21 0 0年 9月
新 空油 型真 泵活塞 的有 限元模 态分析 牢
K e r s: i pu p; s o Fi ie ee e t M od lt n l i y wo d O l m Pit n; n t l m n ; a iy a a yss

挖掘机动臂有限元模态分析

挖掘机动臂有限元模态分析

中 图分 类 号 :H1 ,U 2 文 献标 识码 : T 6T 6 1 A
挖掘机工作装置的传统设计多采用静力计算确定工作装置
当系统的 自由度很大时对这样一组耦合方程进行求解将非 模态分析方法就是以无阻尼的各阶主振型所对应的模态 的受力 ,依靠 安全系数的选取保证其强度及 可靠性的经验方法 , 常困难 。 1解耦 , 变成各个独立的微分方程 。 对 而未能充分考虑其工作 过程 中所受动态载荷带来 的冲击与振动 坐标来 代替物理坐标使式( ) 问题 。挖掘机作业过程中工作装置时刻处于振动之 中, 且其振动 式() 1 进行拉氏变换后得到: 怕【] ) ()_ ) () s c+ { s }( } 2 陶 x 5
r dotntos e w i r asltfens adpat a rs i i .tatte o e 5moe r i u i w t s hc ae boue rees n r i etco A s. r1 dsae e t a h c c l rtn l h f aotdadetn e.sihrn eunyadm i ir i oeirve e.h td rvdsi— dpe n xeddI n eetrqec n anv a o m d s eiw dTes y poie m— t f b tn u p r t oe p a eefr ayio m cv o, dipoiefu dt no eaa s — ot dl a m tro l sf a o e aa ra t rvds on ai t l i o d n a m r n a s r f x t n o f h n y sf y n ip r r neadot i i rcua ya i caat ii frt m o cv o dte m f a c e omac i z o o s utr dn c hr esc o ea e aa ra n p m a nf t t l m c r ts h r f x t n h

有限元模态分析实例

有限元模态分析实例

ANSYS模态分析实例5.2ANSYS建模该课题研究的弹性联轴器造型如下图5.2:在ANSYS中建立模型,先通过建立如5.2所式二分之一的剖面图,通过绕中轴线旋转建立模拟模型如下图5.35.3单元选择和网格划分由于模型是三给实体模型,故考虑选择三维单元,模型中没有圆弧结构,用六面体单元划分网格不会产生不规则或者畸变的单元,使分析不能进行下去,所以采用六面体单元。

经比较分析,决定采用六面体八结点单元SOLID185,用自由划分的方式划分模型实体。

课题主要研究对象是联轴器中橡胶元件,在自由划分的时候,中间件2网格选择最小的网格,smart size设置为1,两端铁圈的smart size设置为6,网格划分后模型如图5.4。

5.4边界约束建立柱坐标系R-θ-Z,如5-5所示,R为径间,Z为轴向选择联轴器两个铁圈的端面,对其面上的节点进行坐标变换,变换到如图5.5所示的柱坐标系,约束节点R,Z方向的自由度,即节点只能绕Z轴线转5.5联轴器模态分析模态分析用于确定设计中的结构或者机器部件振动特性(固有频率和振型),也是瞬态变动力学分析和谐响应分析和谱分析的起点。

在模态分析中要注意:ANSYS模态分析是线性分析,任何非线性因素都会被忽略。

因此在设置中间件2的材料属性时,选用elastic材料。

5.5.1联轴器材料的设置材料参数设置如下表5-1:表5.1材料参数设置表5.1材料参数设置5.5.2联轴器振动特性的有限元计算结果及说明求解方法选择Damped方法,频率计算结果如表5-2,振型结果为图5.6:表5.2固有频率(l)一阶振型频率为40.199Hz,振型表现为大铁圈和中间件顺时针旋转(从小铁圈观察),小铁圈逆时针旋转。

(2)二阶振型频率为73.632Hz, 振型表现为大铁圈,中间件和小铁圈同时顺时针旋转(从小铁圈观察)。

(3)三阶振型频率为132.42Hz,振型表现为大铁圈和小铁圈同时逆时针旋转(从小铁圈看),中间件顺时针旋转,由上图我们可以发现,在这个频率下是联轴器最容易发生断裂。

有限元分析报告(1)

有限元分析报告(1)

有限元分析报告(1)有限元仿真分析实验⼀、实验⽬的通过刚性球与薄板的碰撞仿真实验,学习有限元⽅法的基本思想与建模仿真的实现过程,并以此实践相关有限元软件的使⽤⽅法。

本实验使⽤HyperMesh 软件进⾏建模、⽹格划分和建⽴约束及载荷条件,然后使⽤LS-DYNA软件进⾏求解计算和结果后处理,计算出钢球与⾦属板相撞时的运动和受⼒情况,并对结果进⾏可视化。

⼆、实验软件HyperMesh、LS-DYNA三、实验基本原理本实验模拟刚性球撞击薄板的运动和受⼒情况。

仿真分析主要可分为数据前处理、求解计算和结果后处理三个过程。

前处理阶段任务包括:建⽴分析结构的⼏何模型,划分⽹格、建⽴计算模型,确定并施加边界条件。

四、实验步骤1、按照点-线-⾯的顺序创建球和板的⼏何模型(1)建⽴球的模型:在坐标(0,0,0)建⽴临时节点,以临时节点为圆⼼,画半径为5mm的球体。

(2)建⽴板的模型:在tool-translate⾯板下node选择临时节点,选择Y-axis,magnitude输⼊,然后点击translate+,return;再在2D-planes-square ⾯板上选择Y-axis,B选择上⼀步移下来的那个节点,surface only ,size=30。

2、画⽹格(1)画球的⽹格:以球模型为当前part,在2D-atuomesh⾯板下,surfs 选择前⾯建好的球⾯,element size设为,mesh type选择quads,选择elems to current comp,first order,interactive。

(2)画板的⽹格:做法和设置同上。

3、对球和板赋材料和截⾯属性(1)给球赋材料属性:在materials⾯板内选择20号刚体,设置Rho为,E为200000,NU为。

(2)给球赋截⾯属性:属性选择SectShll,thickness设置为,QR设为0。

(3)给板赋材料属性:材料选择MATL1,其他参数:Rho为,E为100000,Nu 为,选择Do Not Export。

有限元实例分析报告

有限元实例分析报告

有限元实例分析报告班级:机制12-03班姓名:黄永学号:0312一个厚度20mm的带孔矩形板受平面内张力,如下图所示。

左边固定,右边受载荷p=20N/mm作用,求其变形情况一个典型的ANSYS分析过程可分为以下6个步骤:定义参数、创建几何模型、划分网格、加载数据、求解、结果分析。

1定义参数指定工程名和分析标题(1)在[Enter new jobname]文本框中输入“plane”,同时把[New log and error files]中的复选框选为Yes,单击确定(2)在[Enter new title]文本框中输入“2D Plane Stress Bracket”,单击确定。

定义单位在ANSYS软件操作主界面的输入窗口中输入“/UNIT,SI”定义单元类型(1)选择Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete命令,之后单击[Element Types]对话框中的[Add]按钮,在弹出的 [Library of Element Types]对话框中选择[Solid]选项和 [8node 82]选项,返回[Element Types]对话框。

(2)单击[Options]按钮,弹出如下所示[PLANE82 element type options]对话框。

(2)在[Element behavior]下拉列表中选择[Plane strs w/thk]选项,再次回到[Element Types]对话框,单击[close]按钮结束。

定义单元常数(1)选择Main Menu→PreprocessorReal Constants→Add/Edit/Delete命令,在弹出的[Real Constants]对话中单击[Add]按钮,进行下一个[Choose Element Type]对话框,选择[Plane82]单元,单击确定。

(2) 在[THK]文本框中输入“20”,定义厚度为20mm。

有限元分析报告

有限元分析报告

有限元分析报告简介:有限元分析是一种应用数学方法,用于工程设计和计算机模拟中的结构力学问题。

它将一个复杂的结构分割成许多小单元,通过数学计算方法求解每个小单元中的力学问题,最终得出整个结构的应力、变形等力学特性。

本报告将针对一座建筑结构进行有限元分析,以提供对该结构的性能和稳定性的评估。

1. 建筑结构的几何模型我们首先根据给定的建筑结构图纸,利用计算机辅助设计软件建立了该建筑结构的几何模型。

模型中包括建筑的各个构件、连接方式以及相关的材料参数。

通过这个模型,我们可以直观地了解到该建筑的整体结构和外形。

2. 材料特性和边界条件接下来,我们对建筑结构中所使用的材料进行了详细调查和测试,获得了相关的材料参数。

这些参数包括了材料的弹性模量、泊松比等力学特性。

同时,我们还确定了建筑结构的边界条件,即建筑结构与外界的固定连接方式。

3. 网格划分和单元选择为了进行有限元分析,我们将建筑结构模型划分成了许多小单元。

在划分时,我们考虑了结构的复杂性、力学特性的分布以及计算资源的限制。

同时,我们还选取了合适的单元类型,包括线单元、面单元和体单元,以确保对结构的各个方向都进行了准确的力学计算。

4. 边界条件和加载在有限元分析中,我们需要给定结构的边界条件和加载情况。

边界条件包括固定支撑和约束,加载则体现了外界对结构的作用力。

这些边界条件和加载方式都是根据实际情况进行的设定,并参考了相关的设计标准和规范。

5. 结果分析通过对建筑结构进行有限元分析,我们得到了结构中各个单元的应力、变形以及稳定性等力学特性。

这些结果可以用来评估结构的性能和安全性。

我们进行了详细的结果分析,并对结果进行了图表化和可视化展示,以方便用户理解和判断。

6. 结论和建议根据有限元分析的结果,我们对建筑结构的性能和稳定性进行了综合评估。

我们发现该结构在设计要求的荷载条件下能够满足安全性要求,具有较好的稳定性和刚度。

然而,我们也发现了一些潜在的问题和改进空间,例如某些结构部位的应力集中以及某些节点处的变形过大。

有限元分析报告书【范本模板】

有限元分析报告书【范本模板】

轴流式通风机叶轮与机座有限元分析分析与优化报告书第2 页共47 页目录第一部分机座的有限元分析与优化—-———--—--—--—--———--——---——--——--—- 41。

1 机座分析的已知条件--—--—--—--—-----—-———---—-————--—-—-——-—— 41。

2 材料的力学性能--—--——-—-——--———-——-—--——---—--------—-————--- 41。

3 有限元分析模型——-—-—--—-—--—------——----———-————-———------—-- 41.3.1 分析前的假设--——-——-——---—-———-——-—---———-—---—-————— 41。

3.2 建立分析模型—--—-————--———---—————--—--—-————-——---—— 51。

3.3 建立有限元分析模型—-——-——-————---———--———-----—--—-- 71.4 计算结果——----——----—--—--—--—————---------———-—————————-—---— 71.4.1 变形结果———---—-——-—-—--——-------——-------—-——————-—-—- 71.4.2 应力结果-——-—--————-----——-—-——--—-—--—-——-—--————----— 81.4。

3 路径结果—-——-----——-—----——-—---—-—-—-———--——--————---- 111。

4。

4 分析结果评判-———-----———-----——-———-—-----——--—--—--—- 131.5 机座优化-———-—---—————-—-------——--——--——--——-——-—---——--—---- 141.5。

1 优化参数的确定—-—-—--—---—-——------——--——-----————-—— 141.5。

有限元模态分析实例

有限元模态分析实例

有限元模态分析实例有限元模态分析是一种用数学方法对结构物的振动特性进行分析的工程方法。

在设计和优化结构时,对结构的模态进行分析是十分重要的。

通过模态分析可以获得结构的固有频率、模态形态以及模态阻尼等信息,为结构的设计和工程优化提供依据。

下面将介绍一个有限元模态分析的实例。

工程项目中有一座长桥,设计要求对该桥进行模态分析,以评估其振动特性和优化设计。

桥梁的整体结构是由主梁和横梁构成。

在进行模态分析之前,首先进行了有限元建模。

主梁和横梁的几何尺寸、材料性质和截面形状被纳入有限元模型中。

通过有限元分析软件对桥梁进行了静力分析,确定了主梁和横梁的应力分布和变形情况。

在静力分析的基础上,进行了模态分析。

在模态分析中,首先得到了桥梁的固有频率。

固有频率是结构在没有外部激励作用下自发振动的频率,也可以理解为结构的固有振动频率。

通过固有频率的计算,可以得到结构的自由振动周期。

接下来,得到了桥梁的模态形态。

模态形态是固有振动状态下结构各个节点的振型。

通过模态形态的计算,可以了解结构在不同频率下的振动模式,进一步评估结构的振动特性。

最后,得到了桥梁的模态阻尼。

模态阻尼是结构在振动过程中能量耗散的程度。

结构的阻尼特性对于振动特性的评估和结构的设计优化具有重要影响。

对模态分析的结果进行评估,发现一些模态频率较接近结构的主要激励频率,存在共振现象。

为了消除共振现象,采取了一些优化措施,如增加结构的刚度、改变材料性质等。

通过有限元模态分析,得到了桥梁的固有频率、模态形态和模态阻尼等信息,为结构的设计和工程优化提供了依据。

基于模态分析的结果,进行了优化设计和改进措施,提高了结构的振动特性和抗震能力。

总之,有限元模态分析是一种重要的工程分析方法,通过模态分析可以评估结构的振动特性,并为结构的设计和工程优化提供依据。

符合桥梁的模态分析在设计和改进中的实践,对于确保工程质量和结构的稳定性具有重要意义。

起重机吊臂结构有限元模态分析

起重机吊臂结构有限元模态分析
利 用 *+,-,软 件 中 的 WT:3ST:法 对 吊 臂 的 前 E 阶 模 态 进 行 了 分 析 计 算 $选 取 其 中 有 显 著 影 响 的 前 N 阶模态进行分析$其余模态作截断处理&前 N阶振型 如图 <XN所示$模态频率如表 <所示&
从 前 N 万阶方振数型据图 可 以 看 出 $第 <%"阶 振 型 其 振 动 形 态 表 现 为 M吊 臂 绕 尾 部 轴 线 的 垂 直 弯 曲 振 型 $这
图 1 油缸铰孔处应力分布 9(:;1 <=%>??@(?=%(AB=(C)D%CB)@=E>
FGH()@>%’D=():ECH>?
试验采用的测试系统结构为
图 8 测点布置位置 9(:;8 IHHCFD=(C)CJ=E>’>D?B%>’>)=KC()=?
通过测量系 统 得 到 的 各 测 点 应 变 量-需 先 转 化 为应力值-然后根 据 第 四 强 度 理 论 得 到 试 验 等 效 应 力 , L8M
Q 模态计算及分析
*+,-,具 有 强 大 的 模 态 分 析 功 能$它 提 供 了 包 括 ,36R7STU子 空 间 法 V%WT:3ST:U缩 减 法 V% 27JRT:U阻尼法V等 D种模态提取方法."0&考虑到吊 臂的模型规模$选用 WT:3ST:法&
根 据 静 态 分 析 结 果$危 险 工 况 发 生 在 吊 臂 水 平 吊重&故选择吊臂水平工况进行模态分析&
则用
W38 9!-j74 "
收稿日期*!""# -- -"
蒋红旗 万徐方州数师范据大学工学院

ansys有限元案例分析报告

ansys有限元案例分析报告

.ANSYS有限元案例分析报告资料word.ANSYS分析报告一、ANSYS简介:ANSYS软件是融结构、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。

由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发,它能与多数CAD软件接口,实现数据的共享和交换,如Pro/Engineer, NASTRAN, AutoCAD等,是现代产品设计中的高级CAE工具之一。

本实验我们用的是ANSYS14.0软件。

二、分析模型:y具体如下:aa= 0.2B , ,如图所示,L/B=1bB的变化对 b= (0.5-2)a,比较 b xba?最大应力的影响。

x L三、模型分析:软件ANSYS我们通过使用该问题是平板受力后的应力分析问题。

然后在平板一段施加位移约首先要建立上图所示的平面模型,求解,束,另一端施加载荷,最后求解模型,用图形显示,即可得到实验结果。

资料word.四、ANSYS求解:求解过程以b=0.5a=0.02为例:1.建立工作平面,X-Y平面内画长方形,L=1,B=0.1,a=0.02,b=0.5a=0.01;(操作流程:preprocessor →modeling→create→areas→rectangle)2.根据椭圆方程,利用描点法画椭圆曲线,为了方便的获得更多的椭圆上的点,我们利用C++程序进行编程。

程序语句如下:资料word.运行结果如下:本问题(b=0.5a=0.01)中,x在[0,0.02]上每隔0.002取一个点,y值对应于第一行结果。

由点坐标可以画出这11个点,用reflect命令关于y轴对称,然后一次光滑连接这21个点,再用直线连接两个端点,便得到封闭的半椭圆曲线。

(操作流程:create →keypoints→on active CS→依次输入椭圆上各点坐标位置→reflect→create→splines through keypoints→creat→lines→得到封闭曲线)。

齿轮箱有限元模态分析及试验研究报告

齿轮箱有限元模态分析及试验研究报告

齿轮箱有限元模态分析及试验研究报告齿轮箱是现代机械设备中重要的组成部分,它广泛用于各种机械传动系统中,如车辆、工程机械等。

因此研究齿轮箱的动力学特性对于机械传动系统的设计、优化和性能提升具有重要意义。

本文通过有限元模态分析和试验研究,对齿轮箱的动力学特性进行了分析和研究。

首先进行有限元模态分析,使用ANSYS软件建立了三维齿轮箱模型,并对其进行了固有频率和模态分析。

在分析过程中,设定了模型的约束和加载条件,确保模型模拟的真实性与可靠性。

通过模态分析,得到了齿轮箱的固有频率和模态形态,并且确定出了前几个重要频率的数值。

结果表明,齿轮箱的固有频率主要集中在数百Hz的高频段。

为了验证有限元模态分析结果的准确性,本文设计了试验验证方案。

首先,使用激光精密测量仪对齿轮箱的位移进行测量,并将测试数据存储为动态位移序列。

然后,基于FFT算法对动态位移序列进行频谱分析,得到齿轮箱的频响函数。

最后,通过对比有限元模态分析结果与试验结果,验证模型的准确性和可靠性。

试验结果表明,模型的预测结果与试验结果相符,二者的误差在可接受范围内。

综上所述,本文采用有限元模态分析和试验验证两种方法,对齿轮箱的动力学特性进行了研究。

结果表明,齿轮箱具有较高的固有频率,且主要分布在数百Hz的高频段。

通过试验验证,证明了有限元模态分析方法的准确性和可靠性。

这些结果对于齿轮箱的优化设计、结构改进和性能提升具有重要参考价值。

齿轮箱的有限元模态分析和试验研究,采用了多项相关数据。

在本文中,我们主要关注以下数据:1. 齿轮箱模型的材料性质2. 模型的约束和加载条件3. 模型的固有频率和模态形态4. 齿轮箱的位移测试数据5. 齿轮箱的频响函数6. 模型预测结果与试验结果的误差对于第一项数据,齿轮箱的材料性质是有限元模型分析的关键。

正确的材料参数可以确保分析结果的准确性和可靠性。

在本文中,我们将齿轮箱的材料定义为铸铁,其杨氏模量为169 GPa,泊松比为0.27。

迈达斯-有限元模态分析

迈达斯-有限元模态分析
1
2 3
Modal Analysis 39
Step
09 网格 >> 属性>>材料
操作步骤
1. 创建 >> 各向同性. 2. 输入材料属性.
号 名称 弹性模量 泊松比 质量密度
2 Matl 2e11 (N/m2) 0.3 8.245 (kg/m3)
3. 点击[确认]. 4. 点击[关闭].
2 2
1
4 3
模态分析选项
• 模态数量: 输入需要计算的自然频率数量.
• 最低/最高: 设置频率范围. 仅计算该范围内的频率.
• Sturm 序列检查: 通过迭代过程计算丢失特征值.
Modal Analysis 4
Step
00 概述
概述
线性静态分析 - 单位 : N, mm - 各向同性弹性材料 - 几何模型: Hanger.x_t
>> 变形+未变形(特征线) .
3. 分析和结果>> 模态(必需)>>
MODE1 >> 总位移.
1 2
Modal Analysis 16
Step
11 分析和结果>> Hanger >> 特征值分析结果表
操作步骤
1. 双击[特征值分析结果表]. 1
Modal Analysis 17
Step
00 概述
操作步骤
1. 坐标 : 输入“(0.125), <0, 0.5>” . 2.在工作窗口中单击鼠标右键. 3. 坐标 :输入 “(0.25), <0, 0.5>” . 4.在工作窗口中单击鼠标右键. 5. 坐标 :输入 “(0.375), <0, 0.5>” . 6.在工作窗口中单击鼠标右键. 7. 点击[取消] .

SAMCEF有限元 线性模态分析实例

SAMCEF有限元 线性模态分析实例

第11章SAMCEF Field模态分析实例11.1 连杆模态分析11.1.1 概述此例题是在上例的基础上,对连杆结构进行模态分析,求出连杆结构的前十阶固有频率和相应的模态振型。

为初次接触Samcef Field的用户介绍如何利用应力分析模型进行模态分析,并给出模态分析的过程,以便用户能够容易地跟随操作。

在本书光盘中提供有包含此例题所有建模、分析和结果确认过程的最终数据库文件和动画文件。

通过动画先对整个分析过程获得一定了解的话,可以进一步提高跟随操作的效果。

此例题所介绍的各阶段的分析步骤与一般实际工作中的分析过程基本相同。

其具体内容如下。

11.1.2 分析数据材料特性如下:弹性模量 E = 2.1e11 N/m2;泊松比ν = 0.3;密度ρ = 7.8e3 Kg/m3。

右侧大圆孔固定。

11.1.3 模态分析过程1. 读取应力分析模型首先读取上例中生成的分析模型。

(1)将显示在桌面上的Samcef Field图标或相应目录中的Samcef Field连击两次以打开程序。

(2)在主菜单选择File\Open,浏览并选择模型文件crank-stress.sfield。

(3)单击<Open>按钮,调入模型。

(4)单击<Save As>按钮。

(5)输入文件名称crank-mode。

2. 设置分析类型(1)选择主菜单Edit\Analysis Driver。

265266图11-1 转换分析类型(2) 如图11-2所示,从弹出菜单中<Analysis Type>选择<Modal >。

(3) 单击<OK>按钮。

(4) 单击<Solver>模块图标,进入求解设置菜单。

(5) 单击<Convert and Launch>按钮,弹出Export Data And Launch Solver 菜单。

(6) 单击<Eigen Values>按钮。

solidworks有限元分析16例

solidworks有限元分析16例

注意:本文件内容只是一个简短的分析报告样板,其内相关的分析条件、设置和结果不一定是正确的,您还是要按本书正文所教的自行来做。

一、范例名: (Gas Valve气压阀)1 设计要求:(1)输入转速1500rpm。

(2)额定输出压力5Mpa,最大压力10Mpa。

2 分析零件该气压泵装置中,推杆活塞、凸轮轴和箱体三个零件是主要的受力零件,因此对这三个零件进行结构分析。

3 分析目的(1)验证零件在给定的载荷下静强度是否满足要求。

(2)分析凸轮轴零件和推杆活塞零件的模态,在工作过程中避开共振频率。

(3)计算凸轮轴零件的工作寿命。

4 分析结果1.。

推杆活塞零件材料:普通碳钢。

在模型上直接测量得活塞推杆的受力面积S为:162mm2,由F=PS计算得该零件端面的力F为:1620N。

所得结果包括:1 静力计算:(1)应力。

如图1-1所示,由应力云图可知,最大应力为21Mpa,静强度设计符合要求。

(2)位移。

如图1-2所示,零件变形导致的最大静位移为2.2e-6m。

(3)应变。

如图1-3所示,应变云图与应力云图的对应的,二者之间存在一转换关系。

图1-1 应力云图图1-2 位移云图图1-3 应变云图图1-4 模态分析2 模态分析:图1-4的“列举模式”对话框中列出了“推杆活塞”零件在工作载荷下,其前三阶的模态的频率远远大于输入转速的频率,因此在启动及工作过程中,该零件不会发生共振情况。

模态验证符合设计要求。

2。

凸轮轴零件材料:45钢,屈服强度355MPa。

根据活塞推杆的受力情况,换算至该零件上的扭矩约为10.5N·m。

1 静力分析:如图1-5所示为“凸轮轴”零件的应力云图,零件上的最大应力为212Mpa,平均应力约为120MPa,零件的安全系数约为1.7,符合设计要求。

图1-5 应力云图图1-6 模态分析2 模态分析图1-6的“列举模式”对话框中列出了“推杆活塞”零件在工作载荷下的模态参数,“模式1”的结果为其自由度内的模态,不作为校核参考。

桥梁模态分析实验报告(3篇)

桥梁模态分析实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过桥梁模态分析,了解桥梁结构的动力特性,包括自振频率、振型和阻尼比等。

通过实验,加深对桥梁结构动力响应分析的理解,为桥梁设计、维护和检测提供理论依据。

二、实验原理桥梁模态分析是研究桥梁结构动力响应的一种方法,通过分析桥梁结构的振动特性,可以了解其在受到外部激励时的响应情况。

实验原理主要包括以下几个方面:1. 振动方程:根据牛顿第二定律,桥梁结构的振动方程可以表示为:\[ m\ddot{u} + c\dot{u} + ku = F(t) \]其中,\( m \) 为质量矩阵,\( c \) 为阻尼矩阵,\( k \) 为刚度矩阵,\( u \) 为位移向量,\( F(t) \) 为外部激励。

2. 特征值问题:桥梁结构的振动方程是一个齐次方程,当外部激励为零时,解的形式为:\[ m\ddot{u} + c\dot{u} + ku = 0 \]通过求解该齐次方程的特征值问题,可以得到桥梁结构的自振频率和振型。

3. 模态参数识别:在实际工程中,由于测量误差和外界因素的影响,无法直接得到桥梁结构的自振频率和振型。

因此,需要通过实验手段进行模态参数识别。

常用的方法包括时域分析法、频域分析法和时频分析法等。

三、实验设备1. 桥梁模型:本次实验采用一根简支梁作为桥梁模型,长度为3米,截面尺寸为100mm×100mm。

2. 激振器:用于施加外部激励,产生桥梁结构的振动。

3. 传感器:用于测量桥梁结构的振动响应,包括加速度传感器和位移传感器。

4. 数据采集系统:用于采集传感器信号,并进行实时处理和分析。

四、实验步骤1. 搭建实验模型:将简支梁固定在实验平台上,确保其稳定。

2. 安装传感器:在桥梁模型的适当位置安装加速度传感器和位移传感器。

3. 激振:通过激振器对桥梁模型施加正弦激励,产生桥梁结构的振动。

4. 采集数据:使用数据采集系统采集加速度传感器和位移传感器的信号。

5. 数据处理:对采集到的信号进行滤波、去噪等预处理,然后进行时域分析、频域分析和时频分析,识别桥梁结构的模态参数。

有限元分析报告【范本模板】

有限元分析报告【范本模板】

西安市新城区某公司科研办公楼结构设计有限元分析报告撰写人:王平班级:工程力学1203学号:*************: ***2016年6月15日目录1 工程概况 (2)2 分析依据 (3)3 荷载与计算工况 (4)3.1荷载简化及荷载组合 (4)3.2 边界条件 (4)3.3 工况 (5)4 有限元模型 (5)4。

1 基本假定 (5)4.2 力学模型 (6)4.3 主要物理参数取值 (6)4。

4单元选取 (7)4.5分网与有限元模型 (8)5 静力分析 (9)5.1模态结果 (9)5.2静力分析结果 (12)5。

3 强度校核 (15)6基于ANSYS、PKPM、手算的误差分析 (17)6。

1计算原理的不同 (17)6。

2 研究对象的复杂性 (18)1 工程概况工程名称:西安市新城区某公司科研办公楼;建筑所在地:西安市;建设规模:总建筑面积约4700m2,主体结构6层,无地下室。

结构总高度22。

5m,底层结构高度4。

5m,其余层结构高度为3。

6m,几何模型图如图1所示;抗震设防烈度:抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值0。

2g,第一组.场地类别为Ⅱ类,特征周期为0.35s。

周期折减系数为0.75.建筑设计使用年限:50年。

结构重要性等级:二级。

图1 框架几何模型图2 分析依据框架结构是由梁、板、柱以刚接相连接而成,构成承重体系的结构,即由梁、板、柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖直荷载。

本设计报告采用ANSYS有限元软件分析。

根据框架结构体系特点,本结构分析主要依据以下国家规范:[1]国家标准:《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)。

北京:中国建筑工业出版社.2012;[2]国家标准:《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010).北京:中国建筑工业出版社。

2010;[3]国家标准:《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)。

北京:中国建筑工业出版社。

2010;[4]建筑、勘察等技术文件。

有限元分析—模态分析

有限元分析—模态分析

完整模型
对称边界
反对称边界
27
施加边界条件并求解
位移约束(接上页): 对于一个平板中间有孔的模型,全部模型和四分之一模型 的最小非零振动频率如下所示。在反对称模型中,由于沿 着对称边界条件不为零,所以它丢失了频率为 53Hz的振型。
28
施加边界条件并求解
求解: • 通常采用一个载荷步; • 为了研究不同位移约束的效果,可以采用多 载荷步(例如,对称边界条件采用一个载荷 步,反对称边界条件采用另一个载荷步)。
模态提取方法- 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: – 它是所有方法中最快的; – 需要较少的内存和硬盘空间; – 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,近似程度取决于主自由度的数目和位置; – 在结构抵抗弯曲能力较弱时不推荐使用此方法,如细长的梁和 薄壳。
*将于后面讨论。 典型命令: /SOLU
ANTYPE,MODAL
18
选择分析类型和选项
模态提取选项: • 方法: 建议对大多数情况使用 Block Lanczos 法 • 振型数目: 必须指定(缩减法除 外) • 频率范围: 缺省为全部,但可以 限定于某个范围内 (FREQB to FREQE) • 振型归一化: 将于后面讨论 • 处理约束方程: 主要用于对称循 环模态中 (以后讨论)
作模态分析单位: 如材料是Q235钢:质量密度 质量密度 = 7.8×10-9 kg/mm3; 弹性模2×105N/mm2
16
建模的典型命令流
/PREP7 ET,... MP,EX,... MP,DENS,… ! 建立几何模型 … ! 划分网格 …

有限元分析报告样本【范本模板】

有限元分析报告样本【范本模板】

《有限元分析》报告基本要求:1. 以个人为单位完成有限元分析计算,并将计算结果上交;(不允许出现相同的分析模型,如相同两人均为不及格)2. 以个人为单位撰写计算分析报告;3. 按下列模板格式完成分析报告;4. 计算结果要求提交电子版,报告要求提交电子版和纸质版.(以上文字在报告中可删除)《有限元分析》报告一、问题描述(要求:应结合图对问题进行详细描述,同时应清楚阐述所研究问题的受力状况和约束情况。

图应清楚、明晰,且有必要的尺寸数据。

)一个平面刚架右端固定,在左端施加一个y 方向的-3000N 的力P1,中间施加一个Y 方向的—1000N 的力P2,试以静力来分析,求解各接点的位移.已知组成刚架的各梁除梁长外,其余的几何特性相同。

横截面积:A=0.0072 m² 横截高度:H=0.42m 惯性矩:I=0.0021028m4x 弹性模量:E=2.06x10n/ m²/泊松比:u=0。

3二、数学模型(要求:针对问题描述给出相应的数学模型,应包含示意图,示意图中应有必要的尺寸数据;如进行了简化等处理,此处还应给出文字说明。

)(此图仅为例题)三、有限元建模(具体步骤以自己实际分析过程为主,需截图操作过程)用ANSYS 分析平面刚架1.设定分析模块选择菜单路径:MainMenu—preference 弹出“PRreferences for GUI Filtering”对话框,如图示,在对话框中选取:Structural”,单击[OK]按钮,完成选择。

2.选择单元类型并定义单元的实常数(1)新建单元类型并定(2)定义单元的实常数在"Real Constants for BEAM3”对话框的AREA中输入“0。

0072”在IZZ 中输入“0。

0002108”,在HEIGHT中输入“0。

42”。

其他的3个常数不定义。

单击[OK]按钮,完成选择3.定义材料属性在"Define Material Model Behavier”对话框的”Material Models Available”中,依次双击“Structural→Linear→Elastic→Isotropic”如图在如下图的对话框EX中输入“2.06e11",在PRXY框中输入“0.3",完成材料模型的定义.4建立平面刚架节点和单元(1)生成节点选择菜单路,生成节点于目前坐标系统命令,单击以后弹出如图对话框,在对话框的Node number 中输入“1“接着依序输入第一点XYZ的坐标值”2,0,0,然后单击[APPLY]按钮继续生成第二点,如图接着在对话框的Node number 中输入“2“接着依序输入第一点XYZ的坐标值"6,0,0,然后单击[APPLY]按钮继续生成第三点,如图接着在对话框的Node number 中输入“3“接着依序输入第一点XYZ的坐标值”0,2,0,然后单击[APPLY]按钮继续生成第四点,如图接着在对话框的Node number 中输入“4“接着依序输入第一点XYZ的坐标值”4,2,0,然后单击[APPLY]按钮继续生成第五点,如图接着在对话框的Node number 中输入“5“接着依序输入第一点XYZ的坐标值"8,2,0,然后单击[OK]按钮,完成第五点的生成,系统显示生成的五个点的位置,如图校验所输入的节点坐标的正确与否,可以选择菜单路径:弹出如图所示一个文本窗口,如图,列出了所有的节点及其坐标。

ansys有限元分析报告作业经典案例

ansys有限元分析报告作业经典案例

工程软件应用及设计实习报告学院:理学院专业班级:力学1101班姓名:杨强学号:1101010121指导老师:罗生虎实习时间:2015.1.9-1.15一.实习目的:1.熟悉工程软件在实际应用中具体的操作流程与方法,同时结合所学知识对理论内容进行实际性的操作。

2.培养我们动手实践能力,将理论知识同实际相结合的能力,提高大家的综合能力,便于以后就业及实际应用。

3.工程软件的应用是对课本所学知识的拓展与延伸,对我们专业课的学习有很大的提高,也是对我们进一步的拔高与锻炼。

二.实习内容(一)用ANSYS软件进行输气管道的有限元建模与分析计算分析模型如图1所示承受内压:1.0e8 PaR1=0.3R2=0.5管道材料参数:弹性模量E=200Gpa;泊松比v=0.26。

图1受均匀内压的输气管道计算分析模型(截面图)题目分析:由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径,在计算过程中忽略管道的断面效应,认为在其方向上无应变产生。

然后根据结构的对称性,只要分析其中1/4即可。

此外,需注意分析过程中的单位统一。

操作步骤1.定义工作文件名和工作标题1.定义工作文件名。

执行Utility Menu-File→Chang Jobname-3070611062,单击OK按钮。

2.定义工作标题。

执行Utility Menu-File→Change Tile-chentengfei3070611062,单击OK按钮。

3.更改目录。

执行Utility Menu-File→change the working directory –D/chen2.定义单元类型和材料属性1.设置计算类型ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK2.选择单元类型。

执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →applyAdd/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OKOptions…→select K3: Plane strain →OK→Close如图2所示,选择OK接受单元类型并关闭对话框。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

ANSYS 模态分析实例5.2ANSYS 建模该课题研究的弹性联轴器造型如下图 5.2 :图勺2弹性联轴器1-联接柴油机大铁圈;茁橡胶膜片;3-联接电动机小铁圈在ANSYS 中建立模型,先通过建立如5.2所式二分之一的剖面图,通过绕中轴线旋转建立模拟模型如下图 5.3资料个人收集整理,勿做商业用途_.:q:4 1(.片三 _」」_止5.3单元选择和网格划分由于模型是三给实体模型,故考虑选择三维单元,模型中没有圆弧结构,用六面体单元划分网格不会产生不规则或者畸变的单元,使分析不能进行下去,所以采用六面体单元。

经比较分析,决定采用六面体八结点单元SOLID185,用自由划分的方式划分模型实体。

课题主要研究对象是联轴器中橡胶元件,在自由划分的时候,中间件2网格选择最小的网格,smart size设置为1,两端铁圈的smart size设置为6,网格划分后模型如图5.4。

资料个人收集整理,勿做商业用途5.4边界约束建立柱坐标系R- &Z,如5-5所示,R为径间,Z为轴向选择联轴器两个铁圈的端面,对其面上的节点进行坐标变换,变换到如图5.5所示的柱坐标系,约束节点R,Z方向的自由度,即节点只能绕Z轴线转资料个人收集整理,勿做商业用途5.5联轴器模态分析模态分析用于确定设计中的结构或者机器部件振动特性(固有频率和振型),也是瞬态变动力学分析和谐响应分析和谱分析的起点。

资料个人收集整理,勿做商业用途在模态分析中要注意:ANSYS模态分析是线性分析,任何非线性因素都会被忽略。

因此在设置中间件2的材料属性时,选用elastic材料。

资料个人收集整理,勿做商业用途5.5.1联轴器材料的设置材料参数设置如下表5-1 :表5.1材料参数设置表5.1材料参数设置5.5.2联轴器振动特性的有限元计算结果及说明求解方法选择Damped方法,频率计算结果如表5-2,振型结果为图5.6:表5.2固有频率ANSYSJ(JL Z4 2003DLSPLA 匚 HUENT STEP ■丄 DK 兀■■占 7VNSYSJUL 24 2005X2i27s331阶提型2阶振型4 / 16rrrp-i5X®屹0忙:-1.41®&l^LACE«ETiTSTEP-cli SUE >4MX ・U15一 - __ H ----- ・ ---------ANSYS3阶振型max趴二I(FL 2£QE12:33:244阶振型附6振型(I) 一阶振型频率为40.199Hz,振型表现为大铁圈和中间件顺时针旋转(从小铁圈观察),小铁圈逆时针旋转。

(2) 二阶振型频率为73.632Hz,振型表现为大铁圈,中间件和小铁圈同时顺时针旋转(从小铁圈观察)。

(3 )三阶振型频率为132.42Hz,振型表现为大铁圈和小铁圈同时逆时针旋转(从小铁圈看),中间件顺时针旋转,由上图我们可以发现,在这个频率下是联轴器最容易发生断裂。

资料个人收集整理,勿做商业用途(4 )四阶振型频率为197.34Hz,振型表现为大铁圈,中间件和小铁圈同时逆时针旋转(从小铁圈观察)。

5.6联轴器瞬态动力学分析为了简化计算方法和节省计算用时,首先对联轴器的模型进行简化。

因为铁圈上的螺孔的存在会大大的影响计算的复杂程度和时间,但对计算结果的影响却微乎其微,所以决定建模时省略螺孔。

简化后的模型网格划分后如下图 5.7:资料个人收集整理,勿做商业用途35.7简眈模型由于橡胶的特殊机械性能,在进行计算机模拟时,必需把非线性因素考虑进去。

5.6.1非线性分析的基本信息ANSYS程序应用NR (牛顿-拉斐逊)法来求解非线性问题.在这种方法中,载荷分成一系列的载荷增量. 载荷增量施加在几个载荷步. 图5.8说明了非线性分析中的完全牛顿-拉斐逊迭代求法,共有2个载荷增量。

资料个人收集整理,勿做商业用途在每次求解前,NR方法估算出残差矢量,这个矢量回复力(对应于单元应力的载荷)和所加载和的差值,程序然后使用不平衡载荷进行线性求解,且检查收敛性.如果不满足收敛准则,重新估算非平衡载荷,修改刚度矩阵,获得新的解答.持续这种迭代过程直到问题收敛。

资料个人收集整理,勿做商业用途ANSYS程序提供了一系列命令来增强问题的收敛性,如线性搜索,目动载荷步,二分等,可被激活来加强问题的收敛性,如果得不到收敛,那么程序试图用一个较小的载荷增量来继续计算。

资料个人收集整理,勿做商业用途非线性求解被分成三个操作级别:载荷步,子步和平衡迭代.(1)顶层级别由在一定时间”范围内用户明确定义的载荷步组成.假定载荷在载荷步内线性地变化。

(2)在每一个载荷步内,为了逐步加载,可以控制程序来多次求解(子步或者时间步)。

(3)在每一子步内,程序将进行一系列的平衡迭代以获得收敛的解。

下图5.9说明了一段用于非线性分析的典型的载荷历史。

外载荷图59施加载荷562非线性材料的模拟材料非线性包括塑性,超弹性,蠕变等,非线性应力应变关系是非线性结构行业的普通原因,如图 5.10:橡胶是高度非线性的弹性体,应力应变关系较为复杂,在本课题中采用工程中广泛采用Mooent-Rivlin2参数模型进行橡胶材料的模拟,参数包括C10和C01。

资料个人收集整理,勿做商业用途5.6.2.1Mooey-Rivlin常数测量的理论基础超弹性材料是指具有应变能函数的一类材料数,对应变分量的导数决定了对应的应力量。

应变能函数W为应变或变形张量的纯量函数,W对应变分量的导数决定了对应的应力量,即:资料个人收集整理,勿做商业用途(5-1)式中Sj------ 第二类Piola-Kirchhoff应力张量的分量W——单位未变形体积的应变能函数Ej ----- Green应变张量的分量Cj ----- 变形张量的分量式(5-1)为超弹性材料的本构关系,可以看出,建立本构关系就是要建立应变能函数的表达式。

Mooney-Rivlin模型是1940看由Mooeny提出,后由Rivlin发展的。

其中一般形式为资料个人收集整理,勿做商业用途(A -3/(A -3/ (5-2)rsO式中C rs――材料常数I i,I2-------- C auchy变形张量的不变量超弹性不可压缩材料的本构方程可表示为:式中o j ------ C auchy(真实)应力张量的分量P――静水压力眉-- Korneker算符F面假设取变形的主方向为坐标轴方向,则Cauchy变形张量用矩阵形式表示为:(5-4)式中入1―― i方向的主伸长比X 4" f广八+式中$――i方向工程应变主值所以C ij的不变量表示为厶=石+石+石(5-6; 厶-石盂■+石石+石石(5-7} T*2 d dA =石心(5-8;2 2 2|x X X =1由不可压缩条件:「丄z U,考虑薄式片受简单拉伸的情况,即试片一个方向受拉力,另两个方向自由,假设受拉方向为1,则有:资料个人收集整理,勿做商业用途给疋伸长比"入则:*1 >(5-11)戸PT■ 「 F 兀 1a;2(5-12) g+A 1'■亂•l(5-13;由式(5-13)解出P 代入式(5-12)得:=2(A 一2 )(-—+ —) 574〕o!i I d j由试验数据求得各伸长比及对应的应力,将多个试验点的 求得这些材料常数值。

资料个人收集整理,勿做商业用途5.622试验测试实验采用长的薄式片作为拉伸试样,通过拉伸计算伸长比根据所取W 的具体形式,可求出入和51代入式(5-14),可入和应力0。

按式(5-14)进行回归分析,求解回归系数,将式(5-14)中的应力理论值on表示为o(C jk)(下标i表示数据点序号),用最小二乘法求回归系数C jk。

残差平方和为:资料个人收集整理,勿做商业用途宀‘肚j 〔5-⑸通过对R最小化,求Mooney —Rivlin常数C10, C01。

—=0 (5-16)%可求得最小二乘意义下的Mooney-Rivlin常数C10, C01。

5.623橡胶材料的硬度与C io和C oi,的关系G或E与材料常数的关系为G = 2(Go * (5-⑻£二6匚』+孕| 炉⑼Si I文献给出了橡胶硬度Hr (IRHD硬度)与弹性模量E的试验数据,经拟合得:loge=0, 0L98H.-0. 5432 ............ (5-20)1通过硬度利用式(3-38),(5-20)得出G,E,将G,E代入(5-18),(5-19)求出C10 和C01。

资料个人收集整理,勿做商业用途橡胶的硬度为70,通过计算确定C10和C01分别为1.14Mpa和0.023Mpa。

ANSYS中参数设置如图 5.11和5.12所示,其中资料个人收集整理,勿做商业用途(S-21)式中d—橡胶材料的不可压缩比v—像胶材料的泊松比,0.4997^■JL _. ■'/!■ .■■' a".j-A* - KadbemiLl K CU LM K Ucli i'tvxoaI-^E'-U-.T. XM 2 ■ J.・•- ■_ *S5J2據胶参数设賈563施加载荷在小铁圈端施加205-105cis314t 的动载荷,为了能够清楚地看到动态变化的过程, 我们取两个周期。

在 0.001秒施加第一个载荷,「=100,迅速达到电动机工作状态。

对于正纺载荷,将每四分之一周期划分成五小段,每一个小段作为 1个载荷步,一共可分为20个载荷步。

载荷点和施加过程如图5.13和图5.14所示:资料个人收集整理,勿做商业用途鼻ursiJ 忙1 lf>ab4-r 玄色 Ubli 17jj3«iti c澎 Mypflrtliitic5 E —叩 VilliM旳 ・r»・厂2疔1&盘冷 3 ptrmtvrt $ 5iwettri @ 4立 Qtd*D 鹼 *»a^Ni9«it«n 6 FtlrRmil Nn tit 山亍了■打丹■■尸S5.ll 材料类型选择vj j n Hy7«r*i uti c t tbl« 住 p<r f vr Mkt«n «!■ Niamber 2“』AWlKi'J*Add 7&tur«i Delete T-ftiTiptritttJ 11O KANSYS扭V & £0 D6ms.u 鞍荷施加位置牧苻歩总310^5.14 耸加犠葡考虑到计算的精确性和计算时间,每个载荷步分成5个子步。

564计算结果及说明ANSYS常用的求解器有:波前求解器、稀疏矩阵直接求解器、雅克比共扼梯度求解器(JCG),不完全乔列斯基共扼梯度求解器(ICCG)、前置条件共扼梯度求解器(PCG)资料个人收集整理,勿做商业用途前两种为直接求解器,后二种为迭代求解器。

相关文档
最新文档