ANSYS模态分析步骤
第1步: 载入模型 Plot>Volumes,输入/units,SI(即统一单位M/Kg/S)。若为组件,则进行布尔运算:Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Glue(或Add)>Volumes
第2步:指定分析标题/工作名/工作路径,并设置分析范畴
1 设置标题等Utility Menu>File>Change Title/ Change Jobname/ Change Directory
2 设置分析范畴 Main Menu>Preference,单击 Structure,OK
第3步:定义单元类型
Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,→Element Types对话框,单击Add→Library of Element Types对话框,选择Structural Solid,再右滚动栏选择Brick 20node 95,然后单击OK,单击Element Types对话框中的Close按钮就完成这项设置了。
第4步:指定材料性能
Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models→Define Material Model Behavior,右侧Structural>Linear>Elastic>Isotropic,指定弹性模量EX、泊松系数PRXY;Structural>Density指定密度。
第5步:划分网格
Main Menu>Preprocessor>Meshing>MeshTool,出现MeshTool对话框,一般采用只能
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划分网格,点击SmartSize,下面可选择网格的相对大小,保留其他选项,单击Mesh出现Mesh Volumes对话框,其他保持不变单击Pick All,完成网格划分。当内存不足时,取消SmartSize
第6步:进入求解器并指定分析类型和选项
Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analysis,出现New Analysis对话框,选择Modal,OK。
Main Menu>Solution> Analysis Type>Analysis Options,将出现Modal Analysis对话框,选中Subspace模态提取法,在No. of modes to extract处输入相应的值(一般为5或10),单击OK,出现Subspace Model Analysis对话框,输入Start Freq值,即频率的起始值,其他保持不变(也可输入End Frequency,即输入频率范围;此时扩展模态仅在此范围内取值),单击OK。
第7步:施加边界条件
Main Menu>Solution>Define loads>Apply>Structural>Displacement,出现ApplyU,ROT on KPS对话框,选择在点、线或面上施加位移约束,单击OK会打开约束种类对话框,选择(All DOF,UX,UY,UZ)相应的约束,单击apply(多次选择)或OK即可。
第8步:指定要扩展的模态数
Main Menu>Solution>Load Step Opts>ExpansionPass>Single Expand>Expand Modes,出现Expand Modes对话框,在No. of modes to expand 处输入第6步相应的数字,单击 OK即可。
注意:在第6步NMODE No. of modes to expand输入扩展模态数后,第8步可省略。
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第9步: 进行求解计算
Main Menu>Solution>Solve>Current LS。浏览在/STAT命令对话框中出现的信息,然后使用 File>Close关闭该对话框,单击OK。在出现警告(不一定有)“A check of your model data produced 1 Warning。 Should the SOLV command be executed?”时单击Yes,求解过程结束后单击 close。
第10步: 列出固有频率
Main Menu>General Postproc>Results Summary。
第11步:动画显示模态形状
查看某阶模态的变形,先读入求解结果。执行Main Menu>General Postproc>Read results>first Set,然后执行1.Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shape,在弹出对话框中选择“Def+undefe edge”或执行2.PlotCtrls>Animate>mode shape,出现对话框,左边滚动栏不变,在右边滚动栏选择“Def+undefe edge”,单击OK,可查看动画效果。如果需要看其他阶模态,执行Main Menu>General Postproc>Read results>Next Set,重复执行上述步骤即可。
第12步:结束分析SAVE_DB; Main Menu>Finish
瞬态动力学分析步骤
第1步:前处理,如模态分析。
第2步:设定求解类型并加载
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(1)求解类型:Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Analysis Type>New analysis,选择Transient,然后选择Full,其他默认,单击OK。
(2)加载:a、施加约束或力,如模态分析。b、如需施加位移载荷,则先定义位移函数,并经此位移函数施加在变幅杆的大端面上。方法为:(a)Main Menu>Solution>Define Loads> Apply>Functions>Define/Edit,出现Function Editor对话框,在Function Type中选择Single equation,在(X,Y,Z)interpreted in csys中选择0,表示选择直角坐标系,在Result中输入位移函数(如=5*10^(-6)*sin(2*{PI}*20000*{TIME}),然后保存。(b)选择
Main
Menu>Solution>Apply>Functions>Read File,打开上述保存的文件,在Table parameter name中输入一个名字,单击
OK。(c)加载,Main Menu>Solution>Define
loads>Apply>Structural>Displacement>On AREA,选择相应的方向,在Apply as中选择Existing table,然后选择OK,出现上步输入的名字,单击OK即可。
(3)设置初始条件:Main Menu>Solution>Define Loads> Apply>Initial Condit’n>Define,弹出Define Initial Conditions拾取菜单,在大端面拾取一节点(亦可拾取大端面上所有节点,结果一样),单击OK,弹出对话框,在Lab DOF to be specified 选择相应的方向,设置初始位移和初始速度(如位移载荷如上,则初始位移为0,初始速度为0.628)
(3)设置载荷步选项:a、Main Menu>Solution>Load Step Opts>Output Ctrls>Solu Printout,FREQ= Every substep。b、>Output Ctrls>DB/Resultts File,FREQ= Everysubstep。c、Main Menu>Solution>Load Step Opts>Time/Frequency>Time-Time step,[TIME]=1/f,[KBC]=stepped。d、>Time/Frequency>Time and Substps,[TIME]= 1/f,[NSUBST]=50或100即时间间距,需>20。
第3步:求解
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Main Menu>Solution>Solve>Current LS
第4步:观察结果
进入时间历程后处理:Main Menu>TimeHist PostPro,弹出对话框,里面已有默认变量时间(Time)。其它同谐响应分析。
如果没有形成图形,可先关闭Time History Variables对话框,然后设置坐标,方法为:(1)Utility Menu>PlotCtrls>Style>Graphs>Modify Grid,弹出对话框在[/GRID]后选择X and Y lines,其他默认,单击OK;(2)设置坐标Utility Menu>PlotCtrls>Style>Graphs>Modify Axes,在[/AXLAB]文本框中输入DISP,其他默认单击OK。(3)绘制变量图:Main Menu>TimeHist PostPro>Graph Variables,在NVAR1后输入2,NVAR2输入3,NVAR3后输入4,单击OK就可显示出图形。
第5步:结束分析SAVE_DB; Main Menu>Finish
以上分析可关闭优化设置:Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Load Opts>Solution Ctrl,弹出对话框,在【SOLCONTROL】后面选择Off,Pressure load 后选择Include。
另注意:以上分析不考虑非线性问题。如考虑非线性问题,则:在第2步增加:Main Menu>Solution>Analysis Type>Sol’n Control,在Baisc选项中选择Large Displacement Transient;在Nonlinear选项中单击Set convergence criteria,弹出对话框,单击Replace,设置Lab Convergence is based on,Value Reference value of Lab以及Tolerance about Value。
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