模态分析和结构动力时程分析杜义欣资料下载.pdf
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谱分析、谐响应分析、时程反应分析等等。
4INTRODUCTIONTOANSYSINTRODUCTIONTOANSYS2004-4-21Dept.CE,TsinghuaUniv.Tel:
62772988模态分析模态分析模态分析简介模态分析简介振型是结构按照某一阶自振频率振动时,结构各自由度变化的比例关系。
结构的振型是结构振动反应中最容易发生的变形形态,一阶振型又是所有振型中最容易出现的,一般对结构的振动反应影响最大。
振型是结构按照某一阶自振频率振动时,结构各自由度变化的比例关系。
结构的振型和自振频率是结构的固有特性,只与结构的质量阵和刚度阵相关,与结构的外荷载无关。
5INTRODUCTIONTOANSYSINTRODUCTIONTOANSYS2004-4-21Dept.CE,TsinghuaUniv.Tel:
62772988模态分析模态分析模态分析的步骤模态分析的步骤模态分析主要有下面四个步骤组成:
建模模态分析主要有下面四个步骤组成:
建模/prep7加载及求解加载及求解/solu扩展模态扩展模态MODOPT检查结果检查结果/post16INTRODUCTIONTOANSYSINTRODUCTIONTOANSYS2004-4-21Dept.CE,TsinghuaUniv.Tel:
62772988模态分析模态分析建模建模建模需要注意以下几点:
建模需要注意以下几点:
1.模态分析中只有线性行为是有效的。
(如果指定了非线性单元,也将作为线性的来对待);
模态分析中只有线性行为是有效的。
2.材料性质:
必须指定弹性模量材料性质:
必须指定弹性模量EX(或者某种形式的刚度,如弹簧单元(或者某种形式的刚度,如弹簧单元Combin14的的springconstant)和密度)和密度DENS(或者是某种形式的质量,如(或者是某种形式的质量,如Mass21的的realconstant)。
允许输入非线性的材料性质,但是材料的非线性特性将被忽略。
)。
7INTRODUCTIONTOANSYSINTRODUCTIONTOANSYS2004-4-21Dept.CE,TsinghuaUniv.Tel:
62772988模态分析模态分析加载与求解加载与求解8INTRODUCTIONTOANSYSINTRODUCTIONTOANSYS2004-4-21Dept.CE,TsinghuaUniv.Tel:
62772988模态分析模态分析加载与求解加载与求解指定分析类型指定分析类型AnalysisType-MODAL(ANTYPE)分析选项卡设置分析选项卡设置AnalysisOption基本设置基本设置ModeExtractionMethod(MODOPT)NumberofModestoExtractNumberofModestoExpand(MXPAND)MassMatrixFormulation(LUMPM)PrestressEffectsCalculation(PSTRESS)加载加载定义主自由度定义主自由度9INTRODUCTIONTOANSYSINTRODUCTIONTOANSYS2004-4-21Dept.CE,TsinghuaUniv.Tel:
6277298810INTRODUCTIONTOANSYSINTRODUCTIONTOANSYS2004-4-21Dept.CE,TsinghuaUniv.Tel:
62772988模态分析模态分析加载与求解加载与求解分析设置分析设置模态提取方法模态提取方法ModeExtractionMethod(MODOPT)SubspaceMethodBlockLanczosMethodPowerDynamicsMethodReducedHouseholderMethodUnsymmetricMethodDampedMethodQRDampedMethodSXMethod(用变分方法求解用变分方法求解)在在Ansys中,指定了某种模态提取方法后,中,指定了某种模态提取方法后,Ansys会自动选择合适的方程求解器。
会自动选择合适的方程求解器。
11INTRODUCTIONTOANSYSINTRODUCTIONTOANSYS2004-4-21Dept.CE,TsinghuaUniv.Tel:
62772988模态分析模态分析加载与求解加载与求解分析设置分析设置模态提取方法模态提取方法SubspaceMethod子空间法(子空间法(SubspaceMethod)适用于大型对称特征值求解问题。
可以用求解控制选项来控制子空间迭代过程。
)适用于大型对称特征值求解问题。
12INTRODUCTIONTOANSYSINTRODUCTIONTOANSYS2004-4-21Dept.CE,TsinghuaUniv.Tel:
62772988模态分析模态分析加载与求解加载与求解分析设置分析设置模态提取方法模态提取方法BlockLanczosMethodBlockLanczosMethod,适用于大型对称特征值求解问题。
,适用于大型对称特征值求解问题。
13INTRODUCTIONTOANSYSINTRODUCTIONTOANSYS2004-4-21Dept.CE,TsinghuaUniv.Tel:
62772988模态分析模态分析加载与求解加载与求解分析设置分析设置模态提取方法模态提取方法PowerDynamicsMethodPowerDynamicsMethod,适用于非常大的模型(,适用于非常大的模型(=100000DOFs),特别适合于只求解结构前几阶模态,以了解结构将如何响应的情形,接着可以选择合适的提取方法(),特别适合于只求解结构前几阶模态,以了解结构将如何响应的情形,接着可以选择合适的提取方法(SubspaceorBlockLanczos),求得最终解。
用),求得最终解。
用APDL命令流时,需要先用命令命令流时,需要先用命令MODOPT,SUBSPACE接着用命令接着用命令EQSLV,PCG。
14INTRODUCTIONTOANSYSINTRODUCTIONTOANSYS2004-4-21Dept.CE,TsinghuaUniv.Tel:
62772988模态分析模态分析加载与求解加载与求解分析设置分析设置模态提取方法模态提取方法ReducedHouseholderMethodReducedHouseholderMethod,ReducedMethod,牺牲计算精度,提高计算速度。
,牺牲计算精度,提高计算速度。
15INTRODUCTIONTOANSYSINTRODUCTIONTOANSYS2004-4-21Dept.CE,TsinghuaUniv.Tel:
62772988模态分析模态分析加载与求解加载与求解分析设置分析设置模态提取方法模态提取方法UnsymmetricMethodUnsymmetricMethod,适用于系统矩阵为非对称矩阵的问题,例如:
流体结构相互作用问题(流固耦合问题)。
,适用于系统矩阵为非对称矩阵的问题,例如:
16INTRODUCTIONTOANSYSINTRODUCTIONTOANSYS2004-4-21Dept.CE,TsinghuaUniv.Tel:
62772988模态分析模态分析加载与求解加载与求解分析设置分析设置模态提取方法模态提取方法DampedMethodDampedMethod,用于阻尼不可忽略的问题,例如轴承问题。
需要指定阻尼,而且在模态分析中,阻尼的设置只有用,用于阻尼不可忽略的问题,例如轴承问题。
需要指定阻尼,而且在模态分析中,阻尼的设置只有用DampedMethod提取时才有效。
瑞利阻尼(提取时才有效。
瑞利阻尼(ALPHADandBETAD)恒定阻尼比()恒定阻尼比(DMPRAT)材料阻尼比()材料阻尼比(MP,DAMP)17INTRODUCTIONTOANSYSINTRODUCTIONTOANSYS2004-4-21Dept.CE,TsinghuaUniv.Tel:
62772988模态分析模态分析加载与求解加载与求解分析设置分析设置模态提取阶数模态提取阶数NumberofModestoExtractReducedMethod不用设置,其它方法必须设置。
不用设置,其它方法必须设置。
UnsymmetricMethod和和DampedMethod要求提取比必要的阶数更多的模态。
要求提取比必要的阶数更多的模态。
18INTRODUCTIONTOANSYSINTRODUCTIONTOANSYS2004-4-21Dept.CE,TsinghuaUniv.Tel:
62772988模态分析模态分析加载与求解加载与求解分析设置分析设置模态扩展模态扩展NumberofModestoExpand(MXPAND)只有采用)只有采用Reduced/Unsymmetric/DampedMethods时要求设置。
打开时要求设置。
打开Calculateelemresults,得到单元求解结果。
得到单元求解结果。
19INTRODUCTIONTOANSYSINTRODUCTIONTOANSYS2004-4-21Dept.CE,TsinghuaUniv.Tel:
62772988模态分析模态分析加载与求解加载与求解分析设置分析设置质量矩阵形成质量矩阵形成MassMatrixFormulationLUMPM应用该选项,可以选定采用缺省的质量矩阵形成方式(针对不同的单元类型)或者是集中质量阵近似方式。
大多数情况,缺省方式包含应用该选项,可以选定采用缺省的质量矩阵形成方式(针对不同的单元类型)或者是集中质量阵近似方式。
大多数情况,缺省方式包含“薄膜薄膜”结构,如长梁或非常薄的壳,采用集中质量矩阵近似,效果比较好。
结构,如长梁或非常薄的壳,采用集中质量矩阵近似,效果比较好。
20INTRODUCTIONTOANSYSINTRODUCTIONTOANSYS2004-4-21Dept.CE,TsinghuaUniv.Tel:
62772988模态分析模态分析加载与求解加载与求解分析设置分析设置预应力影响预应力影响PrestressEffectsCalculation计算
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- 分析 结构 动力 杜义欣