随机振动分析实例

ANSYS 动力分析(18) - 随机振动分析- 实例(1)

2010-09-26 07:41:23| 分类：ANSYS 动力分析| 标签：随机振动实例模型飞机机翼psd|举报|字号订阅

PSD 实例：模型飞机机翼的随机振动

说明：

确定由于施加在机翼根部的Y 向加速度PSD，在模型飞机机翼中造成的位移和应力。假设机翼在Z=0 处固支。

操作指南

1. 清除数据库并读入文件wing. inp 以创建几何模型和网格。

2. 定义材料属性：

弹性模量= 38000 psi 泊松比= 0.3

密度= 1.033E-3/12 lbf-sec2/in4 = 8.6083E-5

3. 施加边界条件。

提示：选择在areas 上施加位移约束，拾取Z=0 处所有的Areas，约束所有自由度。

4. 定义新分析为Model，使用Block Lanczos 方法，抽取和扩展前15 个自然模态。然后求解Current LS。

5. 查看模态形状，如图为前 4 阶振型。

6. 使用所显示的 PSD 谱，执行 PSD Spectrum 分析。

首先定义分析类型为 Spectrum

分析类型为 PSD，使用全部模态，计算单元应力：注意激活“Calculate elem stresses”选项。

7. 在基础上施加指定的 PSD 谱 (注意：确保 PSD 的单位是 G2/Hz)。

施加 Y 向激励 (方法是：在基础节点上施加单位 Y 向位移)。设置常阻尼比 0.02：

设置有关参数–重力加速度值

注意：响应谱类型选择 Accel (g**2/Hz)，否则后面的 PSD 谱应该输入实际加速度值：

定义 PSD 谱表格：

绘制 PSD 谱表格曲线以检查输入值：

激活和设置模态组合参数：

选择所有模态。

设置计算内容：

计算各模态的参与因子:

在输出窗口中可以看到参与因子的计算结果：求解：

10. 在一般后处理中，查看相对位移和应力 (载荷步 3)。

首先查看 Results Summary：载荷步 3 为 set 17查看载荷步 3 的相对位移和应力：

在 Read Results 中读取载荷步 3 的结果：

使用 By set Number，输入 Data Set Number 为 17。查看载荷步 3 的相对位移：

查看载荷步 3 的 SZ 应力：

查看载荷步 4 的相对位移–实际上是速度：

查看载荷步 5 的相对位移–实际是加速度：

小结：在 POST1 中，查看载荷步 3 的相对位移和应力。

– - 可以直接使用应力云图，比如 SZ，与屈服应力比较吗？

– - 对载荷步 1 怎么样?

– - 由 1 sigma 分量应力导出的等效/主应力 (equivalent/principal stresses derived from 1 sigma component stresses) 有效吗?

– - 载荷步 4 为速度结果

– - 载荷步 5 为加速度结果

11. 在Time History Postprocessor 中，对翼尖处的一个节点创建Uy 的PSD 响应。绘制对数-对数曲线图。

–进入时间历程后处理时，首先出现如下对话框，在其中选择：Create response power …

然后执行命令‘Store Data’并接受默认值。这是计算

Response PSD 所必须的。

在定义变量对话框中，点击add 添加变量。

选择翼尖处的一个节点创建Uy 变量。

在列表中选择Uy ：

变量定义结束：

计算变量2 的PSD 功率谱，存为变量3：

显示变量3 的曲线：

将图形改为对数–对数形式，操作如下：

设置有关参数：x,y 轴的标记、x,y 轴的类型 (线性或对数)

按更改后的参数重新绘制变量图形：

显示变量2：

附录：输入文件wing.inp 的内容

! Modal analysis exercise for Dynamics Seminar

! Model airplane wing

!

finish

/clear

/udoc,1,date,off

complete=0 ! 如果将此句改为complete = 1，将会执行完整的分析，否则只是生成模型

/filnam,wing

/title,Modal analysis of a model airplane wing

! Element types and materials

/prep7

et,1,82

et,2,95

*if,complete,eq,1,then

mp,ex,1,38000

mp,dens,1,1.033e-3/12

mp,prxy,1,0.3

*endif

! Create and mesh the area

k,1

k,2,2

k,3,2.3,0.2

k,4,1.9,0.45

k,5,1,0.25

l,1,2

l,1,5

bspline,2,3,4,5,,,-1,0,0, -1,-0.25,0 al,all

esize,0.13

amesh,all

! Extrude volume mesh from the area type,2

extopt,esize,10

extopt,aclear,1

vext,all,,,0,0,10

/view,,1,1,1