实验五 质量弹簧系统的谐响应分析文档格式.docx
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确定如图4所示的系统中的质量块m1上施加简谐力(F1)时两个质量块(m1和m2)的振幅响应和相位角响应。
该问题的材料属性如下:
m1=m2==0.5lb-sec2/in;
k1=k2=kc=200lb/in。
载荷大小如下:
F1=200lb。
弹簧的长度是任意的,只是用来定义弹簧的方向,两个质量块的自由度都是沿着弹簧方向。
如图5-1.
图5-1
四、实验内容和步骤
(一)前处理
1.定义工作名:
UtilityMenu>
File>
ChangeTitle,在弹出ChangeTitle的对话框,输入HarmonicResponseoftheStructure,然后单击OK按钮。
2.定义单元类型:
MainMenu>
Preprocessor>
ElementType>
Add/Edit/Delete,弹出“ElementTypes”对话框,单击Add按钮,弹出“LibraryofElementTypes”对话框,在左边的滚动条中选择Structural及其下的Combination,在右边的滚动条中选择Spring-damper14,单击Apply按钮。
如图5-2所示
图5–2
3.在左面滚动栏中选择“Structural”及其下的“Mass”,在右面的滚动栏中选中“3Dmass21”,如图5-3所示,单击Ok按钮
图5–3
4.单击“ElementTypes”对话框的Close按钮,关闭对话框,如图5-4所示.
图5–4
5.定义实常数:
RealConstants>
Add/Edit/Delete,弹出RealConstant对话框,单击Add按钮,弹出ElementTypeforRealConstants对话框,如图5-5所示.
图4–5
6.在“ElementTypesforRealConstants”对话框中单击选取“Type1COMBIN14”,单击OK按钮,如图5-6所示
图5-6
7.又在“ElementTypes”对话框中单击Add按钮,弹出“ElementTypesforRealConstants”对话框,在该对话框中选取“Type2MASS21”,单击OK按钮,如图5-7所示
图5–7
8.单击“RealConstants”对话框中的Close按钮,关闭该对话框
9.创建节点:
Modeling>
Create>
Nodes>
InActiveCS,弹出如图5-8所示所示的对话框。
在输入栏中分别输入0、0、0,Apply按钮。
图4-7
10.继续在“CreateNodesinActivesCoordinateSystem”对话框中,在“NODENodenumber”后面的输入栏中输入4,在“X,Y,ZLocationinactiveCS”后面的输入栏中分别1,0,0,单击OK按钮。
如图5-9.
图5-9
11.打开节点编号显示控制:
如图5-10所示.
图5–10
12.插入新节点:
Nodes>
FillbetweenNds,弹出一个拾取框如图5-11所示,单击OK按钮,弹出一个如图5-12的对话框,单击OK按钮。
图5-11
图5–12
13.选择菜单路径:
PlotCtrls>
WindowControls>
WindowOptions,弹出如图5-13所示的对话框。
最后结果如图5-14所示。
图5–13
图5–14
14.创建梁单元:
Elements>
AutoNumbered>
ThruNodes,弹出ElementsfromNodes的拾取框。
15.用鼠标在屏幕上拾取编号为1和2的节点,单击Apply按钮,屏幕上在节点1和节点2之间出现一条直线
16.用鼠标在屏幕上拾取编号为2和3的节点,单击Apply按钮,屏幕上在节点2和节点3之间出现一条直线
17.用鼠标在屏幕上拾取编号为3和4的节点,屏幕上在节点3和节点4之间出现一条直线,单击OK按钮关闭拾取菜单,如图5-15所示
图5–15
18.设置单元属性:
ElemAttributes,弹出ElementAttributes对话框。
如图4-15所示。
图5–16
19.创建质量单元:
Elements>
20.用鼠标在屏幕上拾取节点2,单击Apply按钮
21.用鼠标在屏幕上拾取节点3,单击OK按钮。
(二)加载和求解
22.定义求解类型:
Solution>
AnalysisType>
NewAnalysis.出现一个对话框,选中Harmonic,单击OK按钮。
如图5-17所示。
图5–17
23.设置求解选项:
AnalysisOptions,出现HarmonicAnalysis对话框,如图5-18所示。
图5-18
24.接着弹出FullHarmonicAnalysis对话框,单击OK按钮接受默认选项,如图5-19所示
图5-20
25.设置输出选项:
LoadStepOpts>
OutputCtrls>
SoluPrintout,弹出SolutionPrintoutControls对话框,在FREQPrintfrequency后面单击选中Lastsubstep,单击OK按钮。
如图5-21所示.
图5-21
26.设置时间子步选项:
Time/Frequenc>
FreqandSubsteps,弹出HarmonicFrequencyandSubstepOptions对话框,填写如图5-22所示的内容。
图5–22
27.施加边界条件:
DefineLoads>
Apply>
Structural>
Displacement>
OnNodes,出现ApplyU,ROTonNodes拾取菜单。
28.单击PickAll,弹出ApplyU,ROTonNodes对话框,在Lab2DOFstobeconstrained后面的列表中单击选中UY,单击OK按钮,如图5-23所示
图5-23
29.施加边界条件:
OnNodes,出现ApplyU,ROTonNodes拾取菜单。
30.用鼠标在屏幕里拾取编号为1和4的节点,单击OK按钮,弹出ApplyU,ROTonNodes对话框,在Lab2DOFstobeconstrained后面的列表中单击一次UX选中它,同时单击一次UY消除下一步对它的选择,单击OK按钮,如图5-24所示
图5-24
31.施加载荷:
Force/Moment>
OnNodes,出现ApplyF/MonNodes拾取菜单。
32.用鼠标在屏幕里拾取编号为2的节点,单击OK按钮,弹出ApplyF/MonNodes对话框,在LabDirectionofforce/mom后面的下拉列表中选择FX,在VALUERealpartofforce/mom后面输入200,单击OK按钮,如图5-25所示
图5-25
33.谐响应分析求解:
Solve>
CurrentLS.
34.当求解结束时,会出现Solutionisdone的黄色提示框,单击Close关闭它。
(三)观测结果(后处理)
35.定义时域变量:
TimeHistPostpro>
DefineVariables.DefineTime-HistoryVariables对话框出现。
如图5-26所示。
图5-26
36.单击Add按钮,弹出AddTime-HistoryVariable对话框,如图5-27所示
图5-27
37.用鼠标在屏幕内拾取编号为2的节点,单击OK按钮,弹出DefineNodalData对话框,如图5-28所示
图5–28
38.在DefinedTime-HistoryVariables对话框中单击Add按钮,再次弹出AddTime-HistoryVariable对话框。
39.接收缺省选项NodalDOFResult,单击OK按钮,弹出DefineNodalData对话框,如图5-29所示
图5-29
40.此时的DefinedTime-HistoryVariables对话框显示如图5-30所示,单击Close关闭它
图5-30
41.设置坐标:
Style>
Graphs>
ModifyGrid,按如图5-31所示设置。
图5–31
42.绘制变量图:
TimeHistPostPro>
GraphVariables,弹出GraphTime-HistoryVariables对话框。
如图5-32所示。
最后绘制图如5-33所示。
图5-32
图5–33
五、实验报告要求
1.上交电子版的变量时程图。
2.体会ANSYS谐响应分析过程。
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
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