薄板圆孔的ANSYS分析
ANSYS模态分析实例
高速旋转轮盘模态分析 在进行高速旋转机械的转子系统动力设计时，需要对转动部件进行模态分析，求解出其固有频率和相应的模态振型。通过合理的设计使其工作转速尽量远离转子系统的固有频率。而对于高速部件，工作时由于受到离心力的影响，其固有频率跟静止时相比会有一定的变化。为此，在进行模态分析时需要考虑离心力的影响。通过该实验掌握如何用ANSYS进行有预应力的结构的模态分析。 一．问题描述 本实验是对某高速旋转轮盘进行考虑离心载荷引起的预应力的模态分析，求解出该轮盘的前5阶固有频率及其对应的模态振型。轮盘截面形状如图所示，该轮盘安装在某转轴上以12000转/分的速度高速旋转。相关参数为：弹性模量EX＝2.1E5Mpa，泊松比PRXY＝0.3， 密度DENS＝7.8E-9Tn/mm 3。 1-5关键点坐标： 1(-10, 150, 0) 2(-10, 140, 0) 3(-3, 140, 0) 4(-4, 55, 0) 5(-15, 40, 0) L=10+（学号×0.1） RS=5 二．分析具体步骤 1.定义工作名、工作标题、过滤参数 ①定义工作名：Utility menu > File > Jobname ②工作标题：Utility menu > File > Change Title（个人学号） 2.选择单元类型 本实验将选用六面体结构实体单元来分析，但在建模过程中需要使用四边形平面单元，所有需要定义两种单元类型：PLANE42和SOLID45，具体操作如下： Main Menu >Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete
①“ Structural Solid”→“ Quad 4node 42” →Apply（添加PLANE42为1号单元） ②“ Structural Solid”→“ Quad 8node 45” →ok（添加六面体单元SOLID45为2号单元） 在Element Types (单元类型定义)对话框的列表框中将会列出刚定义的两种单元类型：PLANE42、SOLID45，关闭Element Types (单元类型定义)对话框，完成单元类型的定义。 3.设置材料属性 由于要进行的是考虑离心力引起的预应力作用下的轮盘的模态分析，材料的弹性模量EX 和密度DENS必须定义。 ①定义材料的弹性模量EX Main Menu >Preprocessor > Material Props > Material Models> Structural > Linear > Elastic >Isotropic 弹性模量EX＝2.1E5 泊松比PRXY＝0.3 ②定义材料的密度DENS Main Menu >Preprocessor > Material Props > Material Models>density DENS =7.8E-9 4.实体建模 对于本实例的有限元模型，首先需要建立轮盘的截面几何模型，然后对其进行网格划分，最后通过截面的有限元网格扫描出整个轮盘的有限元模型。具体的操作过程如下。 ①创建关键点操作：Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS 列出各点坐标值Utility menu >List > Keypoints >Coordinate only
ANSYS模态分析报告实例和详细过程
均匀直杆的子空间法模态分析 1.模态分析的定义及其应用 模态分析用于确定设计结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，也可以作为其它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谐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的模态分析，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提供的模态提取方法有:子空间法(subspace)、分块法(block lancets),缩减法(reduced/householder)、动态提取法(power dynamics)、非对称法(unsymmetric),阻尼法(damped), QR阻尼法(QR damped)等，大多数分析都可使用子空间法、分块法、缩减法。 ANSYS的模态分析是线形分析，任何非线性特性，例如塑性、接触单元等，即使被定义了也将被忽略。 2.模态分析操作过程 一个典型的模态分析过程主要包括建模、模态求解、扩展模态以及观察结果四个步骤。 (1).建模 模态分析的建模过程与其他分析类型的建模过程是类似的，主要包括定义单元类型、单元实常数、材料性质、建立几何模型以及划分有限元网格等基本步骤。 (2).施加载荷和求解 包括指定分析类型、指定分析选项、施加约束、设置载荷选项，并进行固有频率的求解等。 指定分析类型，Main Menu- Solution-Analysis Type-New Analysis,选择Modal。 指定分析选项，Main Menu-Solution-Analysis Type-Analysis Options，选择MODOPT(模态提取方法〕，设置模态提取数量MXPAND. 定义主自由度，仅缩减法使用。 施加约束，Main Menu-Solution-Define Loads-Apply-Structural-Displacement。 求解，Main Menu-Solution-Solve-Current LS。 (3).扩展模态 如果要在POSTI中观察结果，必须先扩展模态，即将振型写入结果文件。过程包括重新进入求解器、激话扩展处理及其选项、指定载荷步选项、扩展处理等。 激活扩展处理及其选项，Main Menu-Solution-Load Step Opts-Expansionpass-Single Expand-Expand modes。 指定载荷步选项。 扩展处理，Main Menu-solution-Solve-Current LS。 注意:扩展模态可以如前述办法单独进行，也可以在施加载荷和求解阶段同时进行。本例即采用了后面的方法 (4).查看结果 模态分析的结果包括结构的频率、振型、相对应力和力等
ANSYS模态分析实例和详细过程
模态分析的过程和实例 1.模态分析的定义及其应用 模态分析用于确定设计结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，也可以作为其它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谐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的模态分析，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提供的模态提取方法有:子空间法(subspace)、分块法(block lancets),缩减法(reduced/householder)、动态提取法(power dynamics)、非对称法(unsymmetric),阻尼法(damped), QR阻尼法(QR damped)等，大多数分析都可使用子空间法、分块法、缩减法。 ANSYS的模态分析是线形分析，任何非线性特性，例如塑性、接触单元等，即使被定义了也将被忽略。 2.模态分析操作过程 一个典型的模态分析过程主要包括建模、模态求解、扩展模态以及观察结果四个步骤。 (1).建模 模态分析的建模过程与其他分析类型的建模过程是类似的，主要包括定义单元类型、单元实常数、材料性质、建立几何模型以及划分有限元网格等基本步骤。 (2).施加载荷和求解 包括指定分析类型、指定分析选项、施加约束、设置载荷选项，并进行固有频率的求解等。 指定分析类型，Main Menu- Solution-Analysis Type-New Analysis,选择Modal。 指定分析选项，Main Menu-Solution-Analysis Type-Analysis Options，选择MODOPT(模态提取方法〕，设置模态提取数量MXPAND. 定义主自由度，仅缩减法使用。 施加约束，Main Menu-Solution-Define Loads-Apply-Structural-Displacement。 求解，Main Menu-Solution-Solve-Current LS。 (3).扩展模态 如果要在POSTI中观察结果，必须先扩展模态，即将振型写入结果文件。过程包括重新进入求解器、激话扩展处理及其选项、指定载荷步选项、扩展处理等。 激活扩展处理及其选项，Main Menu-Solution-Load Step Opts-Expansionpass-Single Expand-Expand modes。 指定载荷步选项。 扩展处理，Main Menu-solution-Solve-Current LS。 注意:扩展模态可以如前述办法单独进行，也可以在施加载荷和求解阶段同时进行。本例即采用了后面的方法 (4).查看结果 模态分析的结果包括结构的频率、振型、相对应力和力等
ansys实例命令流-模态分析命令流
/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,1,0 MPDATA,EX,1,,2.1e5 MPDATA,PRXY,1,,0.3 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,DENS,1,,7.9e-6 ! 定义杆件截面■200。 SECTYPE, 1, BEAM, RECT, , 0 SECOFFSET, CENT SECDATA,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,1 FITEM,5,1 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,,_Y LESIZE,_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,40 EQSLV,SPAR
MXPAND,40, , ,0 ！模态扩展设置。LUMPM,0 PSTRES,0 MODOPT,LANB,40,0,0, ,OFF !施加约束。 FLST,2,2,3,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-2 /GO DK,P51X, , , ,0,ALL, , , , , , !求解。 FINISH /SOL /STATUS,SOLU SOLVE
ansys模态分析详解
ANSYS动力学分析指南 作者: 安世亚太 第一章模态分析 §1.1模态分析的定义及其应用 模态分析用于确定设计结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，也可以作为其它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谐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的模态分析，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产品家族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提供了七种模态提取方法，它们分别是子空间法、分块Lanczos法、 PowerDynamics法、缩减法、非对称法、阻尼法和QR阻尼法。阻尼法和QR阻尼法允许在结构中存在阻尼。后面将详细介绍模态提取方法。 §1.2模态分析中用到的命令 模态分析使用所有其它分析类型相同的命令来建模和进行分析。同样，无论进行何种类型的分析，均可从用户图形界面（GUI）上选择等效于命令的菜单选项来建模和求解问题。 后面的“模态分析实例（命令流或批处理方式）”将给出进行该实例模态分析时要输入的命令（手工或以批处理方式运行ANSYS时）。而“模态分析实例（GUI方式）” 则给出了以从ANSYS GUI中选择菜单选项方式进行同一实例分析的步骤。（要想了解如何使用命令和GUI选项建模，请参阅<
ansys模态分析
ANSYS WORKBENCH 11.0培训教程（DS）
第五章模态分析
概述 ?在本章节主要介绍如何在Design Simulation中进行模态分析. 在Design Simulation中, 进行一个模态分析类似于一个线性分析. –假定用户已经对第四章的线性静态结构分析有了一定的学习了解. ?本节内容如下: –模态分析流程 –预应力模态分析流程 ?本节所介绍的这些性能通常能适用于ANSYS DesignSpace Entra licenses及更高的lisenses. –在本节讨论的一些选项可能需要更多的高级lisenses, 需要时会相应的标示出来. –谐响应和非线性静态结构分析在本节将不进行讨论.
模态分析基础 ?对于一个模态分析, 固有圆周频率ωi 和振型φi 都能从矩阵方程式里得到: 在某些假设条件下的结果与分析相关: –[K] 和[M] 是常量: ? 假设为线弹性材料特性 ?使用小挠度理论, 不包含非线性特性?[C] 不存在, 因此不包含阻尼 ?{F} 不存在, 因此假设结构没有激励 ? 根据物理方程, 结构可能不受约束(rigid-body modes present) ，或者部分/完全的被约束住 ?记住这些在Design Simulation 中进行模态分析的假设是非常重要的. [][](){}0 2=?i i M K φω
A. 模态分析过程 ?模态分析过程和一个线性静态结构分析过程非常相似, 因此这里不再详细的介绍每一操作步骤. 下面这些步骤里面，黄色斜体字体部分是模态分析所特有的. –建模 –设定材料属性 –定义接触对(假如存在) –划分网格(可选择) –施加载荷(假如存在的话) –需要使用Frequency Finder 结果 –设置Frequency Finder 选项 –求解 –查看结果
ANSYS模态分析实例!
姓名： 大 连 理 工 大 学 学号： 课 程 名 称： 工程计算软件系统 试卷： 无 考试形式：大作业 院系： 授课院（系）：工程力学系 级 _ 班 一、综述题（共100分）用ansys 软件建立如下模型，并进行静力与模态分析。静力分析要 求贴出结构Mises 应力及合成位移的云图。模态分析要求求出结构前三阶自振模态，贴出前三 阶模态的振型图。并用文字简要叙述建模过程及思路。 材料性质：弹性模量E =2.1E11Pa ，泊松比v =0.3，密度为7800kg/m 3 边界条件：4个圆柱孔表面全部固定约束。 荷载：半圆弧表面受均布压力荷载，大小为1.5e6 Pa 。 模型：图示尺寸均为毫米，4个圆孔半径均为150毫米。倒角半径均为250毫米 X Y Z X Y Z 3500 2800 R=150 2000 1200 2500 R=1000 500
ANSYS建模实例分析 1建模过程及思路 使用前处理器：Preprocessor 1．分析制定方案 材料性质：弹性模量E=2.1e5MPa，泊松比v=0.3，密度为7.8e-9T/mm^3。 边界条件：4个圆柱孔表面全部固定约束。 单元：solid92。 荷载：半圆弧表面受均布压力荷载，大小为1.5M Pa。 模型：图示尺寸均为mm，4个圆孔半径均为150mm，倒角半径均为250mm。 2．定义单元类型与材料属性 Main Menu: Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete>Select solid 92。 Main Menu: Preprocessor>Material Props>Materials Models>填入EX、PREX、DENS。3．创建基座模型：3500x2800x500 Main Menu: Preprocessor>Modeling>Create>… Create>Volumes>Block。 4．在基座上创建四方体：2500x2000x1200 Main Menu: Preprocessor>Modeling>Create>… Create>Volumes>Block。 5．在此四方体（2500x2000x1200）上创建一个圆柱体：R=1000 移动工作平面：Utility Menu>Workplane>Offset WP by Increments。 创建圆柱体：Main Menu: Preprocessor>Modeling>Create>… Create>Volumes>Cylinder。 6．布尔运算生成半圆弧孔 Main Menu:Preprocessor >Modeling Operate>Booleans Subtract。 7．在基座上创建圆柱体：R=150 移动工作平面：Utility Menu>Workplane>Offset WP by Increments。 创建圆柱体：Main Menu: Preprocessor>Modeling>Create>… Create>Volumes>Cylinder。 8．复制圆柱体 Main Menu: Preprocessor>Modeling>Copy。 9．布尔运算生成圆孔 Main Menu:Preprocessor >Modeling>Operate>Booleans>Subtract。 10．创建倒角：R=250 多种方式，可以先创建小四方体，再创建1/4圆柱体，最后进行Add操作！ Main Menu:Preprocessor >Modeling>Operate>Booleans>Add。 也可以使用Area Fillet操作创建倒角！ Main Menu: Preprocessor>Modeling>Create>… Create>Area>Area Fillet。 11．在倒角上创建圆柱体：R=150 Main Menu: Preprocessor >Modeling>Create>… Create>Volumes>Cylinder。 12．布尔运算生成圆孔 Main Menu:Preprocessor >Modeling Operate>Booleans>Subtract。 13．镜像形成对称圆孔并粘接到一起 Main Menu:Preprocessor >Modeling>Reflect。 14．粘接到一起形成完整实体
ANSYS模态分析方法与步骤
模态分析方法与步骤 一、模态分析包括下列6种方法，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。 1.缩减法(reduced)： 该方法为一般结构最常用的方法之一。其原理是在原结构中选取某些重要的节点为自由度，称为主自由度(master degree of freedom)，再用该主自由度来定义结构的质量矩阵及刚度矩阵并求出其频率及振动模态，进而将其结果扩展至全部结构。在解题过程中该方法速度较快，但其答案较不准确。 主自由度的选择依照所探讨的模态、结构负载的情况而定： a. 主自由度的个数至少为所求频率个数的两倍。 b. 选择主自由度的方向为结构最可能振动的方向。 c. 主自由度节点位于较大质量或转动惯量处及刚性较低位置。 d. 如果弯曲模态为主要探讨模态，则可省略旋转自由度。 e. 主自由度的节点位于施力处或非零位移处。 f. 位移限制为零的位置不能选为主自由度节点，因为这种节点具有高刚性的特性。可以用M命令来定义主自由度。此外，也可由ANSYS自动选择自由度。 2. 子空间迭代法(subspace)： 通常用于大型结构中，仅探讨前几个振动频率，所得到结果较准确，不需要定义主自由度，但需要较多的硬盘空间及CPU时间。求取的振动模态数应该小于模型全部自由度的一半。 3. 不对称法(unsymmetrical)： 该方法用于质量矩阵或刚度矩阵为非对称时，例如转子系统。其特征值(eigenvalue)为复数，实数部分为自然频率；虚数部分为系统的稳定度，正值表示不稳定，负值表示稳定。 4. 阻尼法(damped)： 该方法用于结构系统具有阻尼现象时，其特征值为复数，虚数部分为自然频率；实数部分为系统的稳定度，正值表示不稳定，负值表示稳定。
板ansys模态分析实例
!!!!!板模态分析实例 /prep7 !进入前处理器 et,1,solid95 !定义单元类型 mp,ex,1,2.1e5 !定义材料弹性模量 mp,prxy,1,0.3 !定义泊松比 mp,dens,1,7.85e-9 !定义材料密度 k,1,0,0,0 !创建关键点 K,2,40,0,0 k,3,40,80,0 k,4,0,80,0 k,5,0,0,1 k,6,40,0,1 k,7,40,80,1 k,8,0,80,1 v,1,2,3,4,5,6,7,8 !生成板模型 save lesisze,1,,,8,,,,,1 !指定宽边网格划分数lesisze,2,,,16,,,,,1 !指定长边网格划分数lesisze,5,,,1,,,,,1 !指定厚度边网格划分数mshape,0,3d !采用四边形3d形状mshkey,1 !采用映射网格划分vmesh,1 !划分网格 save !保存网格实体文件 /sol !进入求解器 asel,s,,,2 !选择底面 nsla,s,all !选择底面所有节点 d,all,,,,,,all,,,,, !约束底面所有节点 allsel,all antype,2 !指定反分析方法msave,0 !指定求解方法modopt,lanb,5 !指定模态提取法，提取数为5 mxpand,5,,,0 !设定模态扩展数 solve !求解计算 /post1 set,list set,first plnsol,u,z,1,1 set,next plnsol,u,z,1,1 set,next plnsol,u,z,1,1 set,next plnsol,u,z,1,1 !/exit,nosav
ansysworkbench模态分析
Workbench -Mechanical Introduction 第五章 模态分析
简介 Training Manual ?在这一章中，将介绍模态分析。进行模态分析类似线性静力分析。 –假设用户已学习了第4章线性静力结构分析部分。 ?本章内容: –模态分析步骤 –有预应力的模态分析步骤 ?本节所述的功能，一般适用于ANSYS DesignSpace Entra及以上版本的许可。
Training Manual 模态系统分析基础 ?对于模态分析，振动频率ωi 和模态φi 是根据下面的方程计算的出的： 2?假设: [][](){}0 =?i i M K φω–[K] 和[M] 不变: ?假设材料特性为线弹性的 ?利用小位移理论，并且不包括非线性的?不存在[C] ,因此无阻尼?无{F} , 因此无激振力 ? 结构可以强迫振动也可以不强迫振动 –模态{φ} 是相对值，不是绝对值
A.模态系统分析步骤 Training Manual ?模态分析与线性静态分析的过程非常相似，因此不对所有的步骤做详细介绍。用蓝色斜体字的步骤是针对模态分析的。 –附加几何模型 –设置材料属性 –定义接触区域(如果有的话) –定义网格控制(可选择) –定义分析类型 –加支撑(如果有的话) –求解频率测试结果 –设置频率测试选项 –求解 –查看结果
…几何体和质点 Training Manual ?模态分析支持各种几何体： 实体, 表面体和线体 –, ?可以使用质量点: ?质点在模态分析中只有质量（无硬度）。 质点在模态分析中只有质量（无硬度） ?质量点的存在会降低结构自由振动的频率。 ?材料属性: 杨氏模量,泊松比, 和密度是必需的。 密度是必需的