ANSYS在车架模态分析中的应用

模态分析报告

一．分析目的

图1

熟悉和掌握模态分析的理论及其分析方法，并能够解决工程中的一些问题。

（1）如图1所示，机器为一焊接件，在两根长纵梁的八个圆孔内表面采用Cylinder Support，分析结构的前6阶固有频率。

（2）在短纵梁2另一侧增加一短纵梁，使其于短纵梁1对称，分析新结构的前6阶固有频率，并与原结构对比。

二．建立实体模型

1. 题（1）的模型直接在GM模块中导入图1所示的模型。

启动DM，导入装配体模型。单击File，在其下拉菜单中选择“Import External Geometry File…”,打开“Frame.x_t”，单击“Generate”。即可导入现有模型。导入的模型与题目的图相同。

2.题（2）的模型需要在所给模型的基础上进行冻结、切片、对称的操作。

I．首先在DM模块中，创建Plane4后，选择“Tools”，然后选择“Freeze”将整个模型冻结。

II．在如图2所示的平面上“Creat”-“Slice”，将模型分成三个“body”。选取

三个“body”-“Form New Part”，形成一个整体。

图2

III．新建如图3所示的一个新的平面Plane5。

图3

IV．选择“Creat”-“body Operation”，相对于新建的平面将短纵梁1进行一个“mirror”

的操作。即可得到需要的模型。如图4

图4 三．有限元模型

1. 图1模型采用的单元大小、单元数和节点个数

三．对模型1进行网格划分

划分网格后为图5所示。

2. 图4模型采用的单元大小、单元数和节点个数

三．对模型进行网格划分

划分网格后为图6所示

图6

四．载荷与约束的施加

按照题目的要求，在八个圆孔内表面采用“Cylinder Support”。图7

图7

五．计算结果

计算所得两个模型的固有频率如下：

模型1 模型2

1.图1模型1,3,4,6阶总变形与图4模型1,3,4,6阶总变形对比

两模型1阶总变形对比

两模型3阶总变形对比

两模型4阶总变形对比

两模型6阶总变形对比

模型1

模型2

六．分析与结论

1.共性：模型1和模型2，随着阶数的增大，各阶固有频率逐渐增大，同时，各阶

频率下的位移先减小后增大。

2.固有频率：两个模型相比较，加了一个短纵梁后，各阶固有频率比不加短纵梁前

要小，且对应各阶频率的差值是先减小后增加，且6阶时固有频率差值最大。

3.各阶频率下的位移：由求解结果可知，加短纵梁后，各阶固有频率下的位移，总

体上要比不加短纵梁的位移要小。

4.从振型来看，低阶时两个模型的差别不大，4、6阶时可以看出加了短纵梁后，长

纵梁和横梁始终处于一个很稳定的状况，特别是在6阶时，加了短纵梁的模型的位移主要集中在三个短纵梁；而没加短纵梁的模型，整个模型都发生了扭转，呈现一个十分不稳定的状况。