ANSYS命令流学习笔记20-shell单元的简谐振动分析

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ANSYS谐响应分析

ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析是一种常见的工程分析方法，适用于对结构、机械和电子系统的动态响应进行预测和优化。

在这种分析中，系统的响应将被建模为正弦或余弦函数的和，称为谐波。

通过分析系统在不同频率下的响应，可以确定系统的固有频率、振动模态和动态性能。

1.准备模型：首先，需要准备模型并进行几何建模。

这包括选择材料属性、定义边界条件和加载条件。

在谐响应分析中，通常使用静力加载来模拟系统振动的激励。

2.确定固有频率：在进行谐响应分析之前，需要确定系统的固有频率。

这可以通过进行模态分析来完成。

模态分析是一种分析方法，用于确定系统的固有频率和振型。

通过查看模态分析的结果，可以确定系统的响应频率范围。

3.设置谐振状态：在进行谐响应分析之前，需要明确要分析的振动频率范围。

这可以通过选择分析频率范围并设置振动荷载的频率来完成。

在ANSYS中，可以选择一个或多个分析频率，并设置载荷的相位和振幅。

4. 进行求解：在所有输入条件都设置好之后，可以开始运行谐响应分析。

在ANSYS中，可以使用ANSYS Mechanical或ANSYS Workbench等模块来进行求解。

系统的振动响应将在选择的频率范围内进行计算和分析。

5.结果分析：完成求解后，可以查看并分析计算结果。

ANSYS提供了丰富的后处理工具，用于可视化和分析分析结果。

可以查看系统的位移、速度、加速度和应力等响应结果，并通过其他参数来优化系统的设计。

谐响应分析在工程设计中具有重要的应用价值。

通过分析和优化系统的谐响应性能，可以改善结构的稳定性和可靠性。

例如，在建筑结构设计中，可以通过谐响应分析来确定楼层的固有频率和响应模态，从而减少振动和噪声的问题。

在机械系统设计中，可以通过谐响应分析来确定机械部件的振动模态，从而优化机械系统的可靠性和工作效率。

总之，ANSYS谐响应分析是一种重要的工程分析方法，可以用来预测和优化结构、机械和电子系统的动态响应。

谐响应分析可以通过ANSYS软件进行，通过明确振动频率范围和谐振状态，进行求解和结果分析，可以得到系统在不同频率下的振动响应和优化方案。

ansys疲劳可靠性及随机振动分析

ANSYS疲劳分析
5. 调入载荷步计算并储存节点应力分量
Main Menu>General Postproc>Read Results>First Set(Next Set) Main Menu>General Postproc>Fatigue>Store Stresses>From rst File
ANSYS疲劳分析
3. 定义材料应变强化指数M和N
Main Menu>General Postproc>Fatigue>Property Table>Elas-plas Par
ANSYS疲劳分析
4. 定义关键点及应力集中系数
Main Menu>General Postproc>Fatigue>Stress Locations
！定义载荷变量！设置实常数！定义材料参数
！建立平面！建立中间圆孔面！面的布尔操作！设置单元划分的分段数！定义单元为四边形！网格自由划分！划分网格！结束前处理
ANSYS可靠性分析
二．进入概率分析模块，选定分析文件
Main Menu>Prob Design>Analysis File>Assign
ANSYS可靠性分析
② 显示输入随机变量的采样曲线
（Main Menu>Prob Results>Sampl History）
ANSYS可靠性分析
③ 显示输入随机变量的累计概率分布曲线
（Main Menu>Prob Results>CumulativeDF）
ANSYS可靠性分析
④ 还可以显示输出随机变量的概率敏感图以及输出随机变量和输入随机变量的相关性等。

有限元方法与ANSYS应用机械振动与模块分析

结束返回
模态分析技术应用可归结为一下几个方面： 1) 评价现有结构系统的动态特性； 2) 在新产品设计中进行结构动态特性的预估和优化设计； 3) 诊断及预报结构系统的故障； 4) 控制结构的辐射噪声； 5) 识别结构系统的载荷。
结束返回
在各种各样的模态分析方法中，大致均可分为四个基本过程：
则有 x 0 = Acos j 2 ＜ 0
∵ x0 =3 m>0 ∴不合题意,舍去
取 j 1= 53.13 0
x = 5 cos(2 t 53.3 0 )
= 5cos( 2t 0.296π )
结束返回
阻尼振动与受迫振动
F = γ v 阻尼力 F = kx 弹性力
γ dx dt
kx = m
d2x dt 2
k
F
0x
X
F = kx
由牛顿定律：
kx
=
m
d2x dt 2
d2x dt 2
+
k m
x= 0
令
k m
=ω
2
ω
=
k m
弹簧振子的圆频率
返回
d2x dt 2
+
k m
x= 0
令
k m
=ω
2
ω
=
k m
弹簧振子的圆频率
得：
d2x dt 2
+ω
2x
=0
方程的解为：
x = A cos(ω t + j )
= A sin (ω t + j +π2 )
= ω 2x
结束返回
谐振动的位移、速度及加速度
v xa
vx a
o

ANSYS中的模态分析与谐响应分析

ANSYS中的模态分析与谐响应分析模态分析是分析结构的动力特性，与结构受什么样的荷载没有关系，只要给定了质量、弹性模量、泊松比等材料参数，并施加了边界约束就可以得到此状态下的各阶自振频率和振型（也称为模态）。

谐响应分析是分析结构在不同频率的简谐荷载作用下的动力响应，是与结构所受荷载相关的，只是结构所受荷载的都是简谐荷载，而且荷载频率的变化范围在谐响应分析时要给出来。

比如，在ANSYS谐响应分析中要给出这样的语句FK,3,FX,7071,7071 ！指定点荷载的实部和虚部（或者幅值和相位角）HARFRQ,0,2.5, ！指定荷载频率的变化范围，也就是说只分析结构所受频率从0到2.5HZ之间的荷载NSUBST,100, ！指定频率从0到2.5之间分100步进行计算这样，结构所受的这个点荷载的表达式实际上是F=(7071+i*7071)*exp(i*omiga*t) !式中omiga从0到2.5*2*3.1415926变化分析得到结果是各点物理量随频率变化的，但物理量的值一般为复数，包括实部的虚部，这可以从后处理LIST结点值看出来。

个人认为进行谐响应分析并不一定要先进行模态分析（也叫振型分析、振型分解等），而直接进行谐响应分析后查看结构的物理量随频率变化曲线时也会看到在结构的自振频率处响应会放大（共振）。

如果已经进行过模态分析的话，会发现谐响应分析时的共振频率和模态分析提到的自振频率是一致的。

但有些时候模态分析中得到的有些频率在谐响应分析的频响曲线里可能很不明显。

因此，只能说在谐响应分析前进行一下模态分析可以对结构的自振特性有个了解，以便验证谐响应分析结果是否合理。

另外，谐响应分析应该是频域分析方法的一个部分。

对于相地震那样的时间过程线，直接进行时域分析（ANSYS里用暂态分析）可得到结构随时间的响应。

而如果进行频域分析，就应该通过傅立叶变换把时域地震曲线变为由多个简谐荷载的叠加，然后再以此简谐荷载做为谐响应分析时的荷载进行谐响应分析，最后再对谐响应分析得到的结果进行傅立叶逆变换得到时域的结果。

ANSYS命令流学习笔记20-shell单元的简谐振动分析

! ANSYS命令流学习笔记20-简谐振动分析!学习重点：!1、简谐振动分析Harmonic Response谐响应分析是用于，确定正弦变化载荷下的线性结构的稳定响应。

在不同的频率点，计算结构的响应。

找到峰值响应点。

谐响应分析仅用于稳态的，受迫振动分析。

能够施加加速度载荷(整体加速度载荷)，力载荷，压力载荷，位移载荷（仅限Full）；可以有预应力。

但是不用于非线性，而且初始的瞬态冲击，将不会被考虑。

在Workbench中谐响应貌似十分简单，其实也很简单，但需要对其算法进一步理解。

通过APDL可以更容易理解其求解过程，特别是模态叠加法的求解。

!2、运动方程建立运动方程如下：(i) 由于不同自由度下，位移相位可能不一样，因此将位移定义如下：结合欧拉公式：简写为：(ii) 同样力载荷也可以写成位移形式：(iii) 将力载荷和位移代入运动方程：简写为：对最后一个式子求解即可，主要常用用到Full 和Mode Superposition Method 两种方法。

!3、求解方法!3.1 完全法Full简单，允许非对称矩阵运算，可以同时计算位移和应力，可以施加所有载荷类型，但是效率较低。

不过，ansys官方培训文献说不能求解预应力，在Workbench试了一下貌似可以，而且结果会与不加预应力不同。

但是谐响激励需要是直接施加到节点。

直接构建复杂矩阵求解：就这么简单直接。

!3.2 模态叠加法Mode Superposition Method效率高，而且预知自然频率，可以在共振点提高密度，使结果更加圆顺准确。

还可以定义模态阻尼（所以问题来了，什么是模态阻尼，下次再说）。

但是当载荷频率范围内，载荷方向上无模态振型参与，最好不要这样计算。

譬如说，当一根轴施加轴向周期力100Hz，但是其100Hz左右的模态振型无轴向变形，此时模态叠加计算的位移及应力均接近0，因为没有模态参与。

但明显与实际不符，利用Full方法则可以得到合理结果。

ANSYS动力分析—谐响应分析（转载）

ANSYS动力分析—谐响应分析（转载）谐响应分析1.谐响应分析的定义：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。

分析的目的是计算结构在几种频率下的响应并得到一些响应值对频率的曲线。

该技术只计算结构的稳态受迫振动，不考虑结构发在激励开始时的瞬态振动。

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是否能够克服，疲劳，共振，及其他受迫振动应起的有害效果。

谐响应分析是一种线性分析，非线性特性被忽略。

2.谐响应分析的求解方法。

full（完全法）reduced（缩减法）mode superpos'n(模态叠加法)full（完全法）允许定义各种类型的荷载；预应力选项不可用；reduced（缩减法）可以考虑预应力；只能施加单元荷载（压力，温度等）mode superpos'n(模态叠加法)通过对模态分析的道德振型（特征向量）乘以因子并求和来计算出结果的响应。

可以包含预应力，可以考虑振型阻尼，不能施加非零位移谐响应分析的基本步骤：完全法分析过程有3个主要步骤：建模，加载求解，结果后处理1.建立模型同样非线性行为将被忽略2.加载求解*指定分析类型为：harmonic*指定分析选项：包括solution method和dof printout format （解的输出形式）及use lumped mass approx？（质量矩阵形成方式）*在模型上加载：谐响应分析所加的载荷随时间按正弦规律变化。

指定一个完整的简谐荷载需要输入3条信息。

幅值(amplitude)、相位角(phase angle)、强制频率范围(forcing frequency range) 注意：谐响应分析不能同时计算多个频率的荷载作用，但可以分别计算，后叠加。

*谐响应分析荷载步选项普通选项：number of substebs(谐响应节数目)，选择加载方式stepped or ramped动力学选项：频率范围 frequence range ，阻尼(damping)输出控制选项：*开始求解3.观察结果缩减法谐响应分析步骤1.建模2.加载并得减缩解3.观察节缩解结果4.扩展解5.观察扩展的解结果与full法不同的是，要定义主自由度。

ansys命令流学习笔记5-圆柱形shell单元的复合材料分析

! ANSYS命令流学习笔记15-圆柱形shell单元的复合材料分析!学习重点：!1、熟悉单元坐标系下的铺层当零件形状为规则圆筒时，如何进行铺层？建立局部的柱坐标系，将需要铺层单元坐标设置为局部坐标系，进行铺层即可。

譬如圆筒铺层的单元坐标系要建立局部圆柱坐标系。

如果还使用笛卡尔坐标系，铺层也能进行，但是铺层方向有很大不同，求解结果也会异常。

所以划分网格时，确认单元坐标系选择，划分网格之后，检查单元坐标系情况。

确认铺层方向符合预期要求。

本例中要特别注意横向（即Y向）是否符合要求。

!2、熟悉圆面的建模和局部坐标系建立不解释!3、熟悉利用MPC施加扭矩APDL如何对一个圆周施加扭矩？在圆心处建立一个节点，然后用MPC单元连接圆心节点和圆周节点，然后在圆心节点上施加一个扭矩即可。

注意将MPC单元的属性改为刚性梁。

注意这里MPC单元的利用，也是自己的一些理解。

很多细节也不知道如何在APDL实现。

!问题描述! 传动轴长度为1m，壁厚0.003m，直径0.08m，铺层共十层，角度为-45/45/-45/45/-45/45/-45/45/-45/45。

一端固定，一端圆周施加扭矩M=2000N·m。

复合材料为横向正交各向异性Ex，Ey，Ez，Vxy，Vyz，Vxz，Gxy，Gyz，Gxz分别为195e9Pa, 35e9Pa, 35e9Pa,0.28, 0.3, 0.3, 15e9Pa, 3.78e9Pa, 15e9Pa。

应力失效参数：+X:767E6Pa; -X:392E6Pa; +Y:20E6Pa; -Y:70E6Pa; +Z:30E6Pa; -Z:55E6Pa; Sxy: 41E6Pa; Syz: 30E6Pa; Sxz: 41E6Pa。

应变失效参数：+X:0.05; -X:0.045; +Y:0.08; -Y:0.06; +Z:0.04; -Z:0.045; Sxy: 0.035; Syz: 0.042; Sxz:0.025。

Ansys培训-随机振动分析

15. In the Details of the PSD Load,
14
change “Direction” to “Y Axis” for
this particular XYZ orientation.
16. For >Load Data chose >New PSD Load
Acceleration
– The data points can be entered for each Freq & Amplitude, or a function can be entered.
Acceleration
A2
A3
A1 A4
F1 F2
F3
F4
Frequency
Workshop – 假定
• The Girder has fixed constraints along all lower edges.
2. Click OK, thus accepting the default number of modes
3. Choose the U.S. inch pound unit system.
– “Units > U.S. Customary (in, lbm, lbf, …)” 1
2
3
Workshop – 前处理-壳体厚度
PSD分析. • Steps: 进行模态和随
机振动分析，并显示结果.
随机振动分析
随机振动分析流程打开, Tower.dsdb.
• Browse to file if not in list
• 打开分析向导…
随机振动分析
随机振动分析流程
随机振动分析

ANSYS简谐分析

ANSYS 理论与工程应用
7-15
Stepped与ramped的区别
Stepped :
F 4F/5
3F/5
2F/5
F/5
Ramped
:
F
ANSYS 理论与工程应用
7-16
Stepped与ramped的区别
Stepped :
荷载一次加到位，各 Substeps 荷载值相同，保证荷载不随频率改变
ANSYS 理论与工程应用
7-7
Full 法缺点：
1. 预应力选项不可用 2. 采用Frontal方程求解器时开销大（采用JCG或ICCG求解器效率很高）
ANSYS 理论与工程应用
7-8
Reduced 法通过采用主自由度和缩减矩阵来压缩问题的规模。主自由度处的位移得到后再扩展到结构的所有自由度。
ANSYS 理论与工程应用

谐响应分析模块的局限：
1. 所有荷载必须是同频率的谐振荷载 2. 不能考虑材料的非线性 3. 不计算瞬态效应 4. Restart不可用，须进行一次新的分
析
ANSYS 理论与工程应用
7-4
谐响应分析求解方法的比较
•Full 法 •Reduced 法 •Mode Superposition 法
函数）
ANSYS 理论与工程应用
7-12
缺点：
1. 不能施加非零位移 2. 在模态分析中使用PowerDynamics法时
，初始条件中不能有预加的载荷。
ANSYS 理论与工程应用
7-13
简谐分析需要输入阻尼和密度。
程序中有三处可以输入阻尼,但对应的计算结果不同.
ANSYS 理论与工程应用
7-14

Ansys电机电磁、震动和噪声分析流程

• 谐响应分析结果查看 • 应力与变形
• 单个齿上的速度曲线（bode图）
• 速度的幅值与相位（实际值）
• 建立 ANSYS Mechanical ACT 噪声分析系统 • 新建 ANSYS Mechanical ACT 分析 • 在 Workbench 的 Analysis System 窗口中，选择Harmonic response。并将 Harmonic response 拖拽到Project Schematic 窗口中的 C3 位置。 • 将分析系统的名字改成 “Acoustic”
• 导入Maxwell电磁力 • 在Harmonic response 左侧的Project栏里面，左键点击Import Remote Loads (M axwell2DSolutions)， • 在属性窗口中， 1. 将 scooping method 改成 Named Selection 2. 将下一行的 Named Selection 改成预先定义的ToothTips
• 确保 ANSYS Mechanical ACT 已经成功激活 • 确保 ANSYS Mechanical ACT 已经成功激活。 • 如果成功激活， Harmonic response 的工具栏中会出现一行用于噪声计算的工具
• 定义噪声源传递文件 • 在左侧的Project栏中，右键点击Harmonic response （B5）> Insert > One Way Coupling Analysis (ASI File) • 在下方的Details of One Way Coupling Analysis (ASI File) 属性窗口中， 1. 将 scooping method 改成 Named Selection 2. 将下一行的 Named Selection 改成预先定义的Stator

ANSYS中谐响应分析

Availability
x x x
… 材料属性
• 在谐分析中，要求输入杨氏弹性模量，泊松比和密度
– 其它所有材料的属性可以指定，但它们不会参与谐分析 – 后面将说明，阻尼不是作为材料的属性输入，而是作为全局属性被输入
ANSYS License DesignSpace Entra DesignSpace Professional Structural Mechanical/Multiphysics
ANSYS WORKBENCH 11.0 培训教程（DS）
第十章
谐响应分析
本章内容
• 本章中，DS的谐响应分析将会涉及到以下内容:
– 假定用户已经了解了第四章的线性静态结构分析和第五章的模态分析所涉及的内容.
• 在本章中，将会涵盖如下内容:
– – – – 建立谐响应分析谐响应求解方法阻尼查看结果
Type of Load Acceleration Load Standard Earth Gravity Load Pressure Load Force Load Bearing Load Moment Load Given Displacement Support Phase Input No No Yes Yes No No Yes Solution Method Full or Mode Superposition Full or Mode Superposition Full or Mode Superposition Full or Mode Superposition Full or Mode Superposition Full or Mode Superposition Full Only
谐响应分析基础

ANSYS谐响应分析(3)

– – – – 建模选择分析类型与求解选项施加谐波载荷并求解查看结果
Training Manual
DYNAMICS 11.0 DYNAMICS 11.0 DYNAMICS 11.0 DYNAMICS 11.0
建模
• 模和材料，忽略各种非线性； –必须输入材料密度； –注意:如果ALPX（热膨胀系数）和ΔT均不为零，就有可能不经意地包含了简谐热载荷。为了避免这种事情发生，请将ALPX设置为零. 如果参考温度 [TREF]与均匀节点温度 [TUNIF]不一致, 那么ΔT为非零值； –请参阅《动力学分析总论》建模需要考虑的问题。
POST26：确定各临界频率和相角
• 注意：最大振幅=3.7出现在48Hz,85.7º时
Training Manual
DYNAMICS 11.0 DYNAMICS 11.0 DYNAMICS 11.0 DYNAMICS 11.0
• 其中力与位移都是谐波形式的
{F} = {Fmax e iψ }e iω t = ({F1 }+ i{F2 }) e iω t {u } = {u max e iφ }e iω t = ({u 1 }+ i{u 2 }) e iω t
• 谐分析的运动方程
(−ω2 [M ] + iω[C] + [K ])({u1}+ i{u 2 }) = ({F1}+ i{F2 })
POST26：确定各临界频率和相角
• 确定各临界频率和相角
Training Manual
– 用图形显示最高振幅发生时的频率； – 由于位移与施加的载荷不同步（如果存在阻尼），需要确定出现最大振幅时的相位角；
• 要进行上述工作，首先要选择振幅+相位选项。 • 然后用表列出变量（列表结果见下页）。

ANSYS动力学分析指南-谐响分析

§2.1谐响应分析的定义与应用任何持续的周期载荷将在结构系统中产生持续的周期响应（谐响应）。

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，并进一步观察峰值频率对应的应力。

该技术只计算结构的稳态受迫振动，而不考虑发生在激励开始时的瞬态振动。

（见图1）。

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，及其它受迫振动引起的有害效果。

图1（a）典型谐响应系统。

F0及ω已知，u0和Φ未知。

（b）结构的瞬态和稳态动力学响应。

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，即使定义了也将被忽略。

分析中可以包含非对称系统矩阵，如分析在流体─结构相互作用中问题（参见<<ANSYS耦合场分析指南>>的第5章）。

谐响应分析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）。

§2.2谐响应分析中用到的命令建模过程与执行谐响应分析可以使用其它类型分析相同的命令。

同样，无论进行何种类型的分析，均可以从用户图形界面（GUI）中选择等效的选项来建模和求解。

在后面的“谐响应分析实例（命令或批处理方式）”中，将会给出进行一个谐响应分析需要执行的命令（GUI方式或者批处理方式运行ANSYS时用到的）。

而“谐响应分析实例（GUI方式）”则描述了如何用ANSYS用户图形界面的菜单执行同样实例分析的过程。

（要了解如何用命令和用户图形界面进行建模，请参阅《ANSYS建模与网格指南》）。

《ANSYS命令参考手册》中有更为详细的ANSYS命令说明，它们是按字母顺序进行组织的。

§2.3三种求解方法谐响应分析可采用三种方法：完全法（Full）、缩减法（Reduced）、模态叠加法（Mode Superposition）。

ANSYS谐响应分析命令流

/FILNAME, Beam,1 ！定义工作文件名。

/TITLE, Beam Analysis ！定义工作标题。

/PREP7!定义单元。

ET,1,BEAM188!定义材料属性。

MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,2.1e5MPDATA,PRXY,1,,0.3MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,1,,7.9e-6! 定义杆件截面■200。

SECTYPE, 1, BEAM, RECT, , 0 SECOFFSET, CENTSECDATA,10,10,0,0,0,0,0,0,0,0!建立几何模型。

K,1, ,, ,K,2,350,, ,!生成立柱。

LSTR, 1, 2!以上完成几何模型。

!以下进行网格划分。

FLST,5,1,4,ORDE,1FITEM,5,1CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,50, , , , ,1 !定义单元大小。

!分配、划分平板结构。

LMESH, 1!分析类型施加载荷并求解。

ANTYPE,2 ！定义分析类型及求解设置。

MSAVE,0 ！模态提取方法。

MODOPT,LANB,40EQSLV,SPARMXPAND,40, , ,0 ！模态扩展设置。

LUMPM,0PSTRES,0MODOPT,LANB,40,0,0, ,OFF!施加约束。

FLST,2,2,3,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,-2/GODK,P51X, , , ,0,ALL, , , , , ,!求解。

FINISH/SOL/STA TUS,SOLUSOLVE!以下进入谐响应分析模式。

*AFUN,DEG !指定角度单位为度。

FLST,2,1,1,ORDE,1FITEM,2,81/GOFINISH/SOL !重新进入ANSYS求解器。

ANTYPE,3 !分析类型为谐响应分析。

ANSYS-谐响应分析解析

17
谐响应分析-步骤
选择分析类型和选项（接上页）
阻尼
► 从-阻尼、-阻尼和阻尼率中选典取型命令:
ALPHAD,…
► 阻尼率最常用
BETAD,…
DMPRAT,...
18
谐响应分析-步骤
施加谐波载荷并求解
建模
Hale Waihona Puke 选择分析类型和选项典型命令:
施加谐波载荷并求解
► 所有施加的载荷以规定的频率（或频率范围）简谐地变化
▪ HRCPLX, LOADSTEP, SUBSTEP, PHASE, ...
▪ 例如： HRCPLX,2,4,85.7
► 绘制变形图，应力等值线图和其它期望的结果。
典型命令:
HRCPLX,… PLDISP,2 PLNSOL,… FINISH
34
谐响应分析步骤
建立模型选择分析类型和选项施加谐波载荷和求解观看结果
6
谐响应分析-术语和概念
运动方程
►通用运动方程：
M u Cu K u F
►[F]矩uF阵和uFmm{axauexei}i矩eei阵wiwt t是(简(uF1谐1的iiu，F22频)e)ie率wiwt t为 w:
(w 2M iwC K )(u1 iu2) (F1 iF2)
7
谐响应分析-术语和概念
► 例如，在0-50频率范围内有10
HARFRQ,… NSUBST,… KBC,1
个子步时将给出在5，10，
15...45和50Hz等频率上的解；
而同一频率范围只有一个子步
时，则只给出50Hz频率上的解。
24
谐响应分析-步骤
施加谐波载荷并求解（接上页）
阶梯载荷对线性变化载荷： ► 采用若干子步，可以逐渐地施加载荷（线性变化载

ANSYS随机振动分析教程

ANSYS随机振动分析教程随机振动分析(PSD: Power Spectral Density)是一种分析结构在随机动力加载下的响应特性的方法。

它通常应用于评估结构在实际工作环境中的可靠性和耐久性。

在ANSYS中进行随机振动分析，可以帮助我们理解结构在随机加载下的响应特性，评估结构的可靠性，并优化结构以提高其性能。

下面是一个基于ANSYS的随机振动分析的教程，通过该教程，你可以学习如何进行随机振动分析并分析结果。

步骤1:设置工程环境首先，打开ANSYS软件，并创建一个新的工程。

选择适当的单位制和求解器(如Mechanical APDL)。

步骤2:定义结构模型在这个教程中，我们将使用一个简单的悬臂梁作为结构模型。

创建一个梁模型，定义边界条件和加载条件。

确保模型准确代表了你想要分析的实际结构。

步骤3:定义随机负载在随机振动分析中，我们需要定义随机负载。

常见的随机负载包括自然地震、风荷载、机械振动等。

在这个教程中，我们以自然地震为例进行分析。

在ANSYS中，我们可以通过定义Power Spectral Density (PSD)函数来表示随机负载。

PSD函数描述了随机振动的能量分布，并用频率域表征。

使用命令“PSDZONE”创建一个PSD区域，然后通过命令“PSDFCN”定义一个PSD函数，并将PSD函数分配给PSD区域。

例如，你可以使用如下命令定义一个具有特定频率和幅值的PSD函数: /PSDZONE,1,FREQUENCY,1,200,AMP,0.1/PSDFCN,1,PSD,1步骤4:随机分析设置在进行随机振动分析之前，我们需要进行一些设置。

首先，我们需要定义分析的频率范围和步长。

可以使用命令“FREQSEP”来定义频率范围和步长。

例如，你可以使用如下命令定义频率范围为1Hz到200Hz，步长为1Hz:/FREQSEP,1HZ,1接下来，我们需要定义求解器参数。

使用命令“MODAL”定义模态分析参数:/COMBINATION,PSD/PSD,1,UNDEF然后，定义DAREA区域，并通过命令“SDPOINT”为每个频率分配一个积木节点。

ANSYS谐响应分析步骤

ANSYS模态分析步骤第1步：载入模型Plot>Volumes，输入/units , SI （即统一单位M/Kg/S ）。

若为组件，则进行布尔运算：Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Glue（或Add）>V olumes第2步：指定分析标题/工作名/工作路径，并设置分析范畴1 设置标题等Utility Men u>File>Cha nge Title/ Cha nge Job name/ Cha nge Directory2 设置分析范畴Main Menu>Preferenee，单击Structure，OK第3步：定义单元类型Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete , Element Types 对话框，单击AddLibrary of Element Types对话框，选择Structural Solid，再右滚动栏选择Brick 20node 95，然后单击OK，单击Element Types对话框中的Close按钮就完成这项设置了。

第4步：指定材料性能Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models Define Material Model Behavior，右侧Structural>Linear>Elastic>lsotropic，指定弹性模量EX、泊松系数PRXY ; Structural>Density 指定密度。

第5步：划分网格Ma in Men u>Preprocessor>Meshi ng>MeshTool，出现MeshTool 对话框，一般采用只能划分网格，点击SmartSize，下面可选择网格的相对大小，保留其他选项，单击Mesh出现Mesh Volumes对话框，其他保持不变单击Pick All，完成网格划分。

ANSYS命令流总结

ANSYS结构分析单元功能与特性杆单元:LINK1、8、10、11、180梁单元：BEAM3、4、23、24，44，54，188，189管单元:PIPE16，17，18，20，59，602D实体元:PLANE2，25，42，82，83，145，146，182，1833D实体元:SOLID45，46，64，65，72，73，92，95，147，148，185，186，187，191壳单元:SHELL28，41，43，51，61，63，91，93，99，143，150，181，208，209弹簧单元:COMBIN7，14，37，39，40质量单元:MASS21接触单元:CONTAC12，52，TARGE169，170，CONTA171，172，173，174，175，178矩阵单元:MATRIX27，50表面效应元:SURF153，154粘弹实体元:VISCO88，89，106，107，108，超弹实体元:HYPER56，58，74，84，86，158耦合场单元:SOLID5，PLANE13，FLUID29，30，38，SOLID62，FLUID79，FLUID80，81，SOLID98，FLUID129，INFIN110，111，FLUID116，130界面单元:INTER192，193，194，195显式动力分析单元:LINK160，BEAM161，PLANE162，SHELL163，SOLID164，COMBI16杆单元E-弹性(Elasticity)，P-塑性(Plasticity)，C-蠕变(Creep)，S-膨胀(Swelling)，D-大变形或大挠度(Large deflection)，F-大应变(Large strain)或有限应变(Finite strain)，B-单元生死(Birth and dead),G-应力刚化(Stress stiffness)或几何刚度(Geometric stiffening)，A-自适应下降(Adaptive descent)等。

ANSYS谐响应分析实例-振动电机轴分析

最小网原创教程——AnsysWorkBench11.0振动电机轴谐响应分析 AnsysWorkBench11.0振动电机轴谐响应分析最小网站长：kingstudio最小网Ansys 教程频道为您打造最IN 的教程/1．谐响应分析简介任何持续的周期载荷将在结构系统中产生持续的周期响应（谐响应）。

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，并进一步观察峰值频率对应的应力。

该技术只计算结构的稳态受迫振动，而不考虑发生在激励开始时的瞬态振动。

（见图1）。

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，及其它受迫振动引起的有害效果。

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，即使定义了也将被忽略。

分析中可以包含非对称系统矩阵，如分析在流体─结构相互作用中问题。

谐响应分析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）。

谐响应分析的定义与应用介绍：/ArticleContent.asp?ID=7852. 工程背景在长距离振动输送机、概率振动筛等变载荷振动机械中，由于载荷的变化幅度较大，且多为冲击或交变载荷，使得作为动力源与振动源的振动电机寿命大为缩短，其中振动电机阶梯轴的弹塑性变形又会中速振动电机的失效，故研究振动电机轴的谐响应，进而合理设计其尺寸与结构，是角决振动电机在此类场合过早失效的主要途径之一。

现以某型振动电机阶梯轴为分对象，振动电机属于将动帮源与振动源合为一体的电动施转式激振源，在振动电机轴两端分别装有两个偏心块，工作时电机轴还动两偏心块作顺转无能无力产生周期性激振力t sin F F 1ω=，其中为施加载荷，由些电机轴受到偏心块施加的变载荷冲击，极易产生变形和疲劳损坏，更严重者，当激振力的频率与阶梯轴的固有频率相等时，就会发生共振，造成电机严重破坏，故对电机进行谐应力分析很必要。

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