Ansys諧響應(yīng)分析的定義和步驟

2013-08-14 by:華東地區(qū)有限元來源:仿真在線

Ansys諧響應(yīng)分析的定義和步驟

概述

諧響應(yīng)分析的定義

諧響應(yīng)分析主要用于確定線性結(jié)構(gòu)承受隨時間按正弦規(guī)律變化的載荷時的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。

諧響應(yīng)分析主要采用縮減法(Reduced)、模態(tài)疊加法(Mode Superpostion)、完全法(Full)。

完全法是默認(rèn)的方法,最容易的使用方法。它采用完整的系數(shù)矩陣計算諧響應(yīng),不涉及質(zhì)量矩陣的近似,不必關(guān)心如何選取主自由度或振型。系數(shù)矩陣可以是對稱的,也可以是不對稱的。缺點(diǎn)是預(yù)應(yīng)力選項(xiàng)不可用,有時計算量比較大。

縮減法通過采用主自由度和縮減矩陣來壓縮問題的規(guī)模。主自由度處的位移計算出來后,其解可以被擴(kuò)展到初始的完整DOF集上。該方法可以考慮預(yù)應(yīng)力效果,但不能施加單元載荷,所有載荷必須施加在用戶定義的主自由度上。

模態(tài)疊加法通過對模態(tài)分析得到的振型乘以因子并求和來計算結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。對許多問題,其計算量比前兩種方法都少。該方法可以考慮預(yù)應(yīng)力效果,允許考慮阻尼。但不能施加非零位移。諧響應(yīng)分析是線性分析,會忽略掉所有非線性特性。另外要求所有載荷必須具有相同的頻率。

諧響應(yīng)分析步驟

1 建模

包括定義單元類型、定義單元時常數(shù)、定義材料特性、建立幾何模型和劃分網(wǎng)格等。但需注意的是:諧響應(yīng)分析是線性分析,非線性特性將被忽略掉,必須定義材料的彈性模量和密度。

2 施加載荷和求解

根據(jù)諧響應(yīng)分析的定義,施加的所有載荷都隨時間按正弦規(guī)律變化,指定一個完整的正弦載荷需要確定3個參數(shù):幅值(Amplitude,載荷最大值)、向位移(Phase angle 載荷落后或超前參考時間的角度)、載荷頻率范圍(Forcing Frequency Range),或者實(shí)部、虛部和載荷頻率范圍。

具體分析步驟如下:

指定分析類型:Main Menu——Solution——Analysis Type——New Analysis,選擇Harmonic。

指定分析選項(xiàng):Main Menu——Solution——Analysis Type——Analysis Options,選擇求解方法。

定義主自由度,僅縮減法使用。

施加約束:Main Menu——Solution——Define Loads——Apply——structural——Displacement。

施加載荷:Main Menu——Solution——Define Loads——Apply——structural,可以按實(shí)部/虛部、或幅值相位角兩種方式定義載荷。

指定激振頻率范圍:Main Menu——Solution——Loads Step Opts——Time/Frequence——Freq and Substps。

求解:Main Menu——Solution——Solve——Current LS。

3 查看結(jié)果

分析計算的得到的所有結(jié)果也都是按正弦規(guī)律變化的。可以用POST26或POST1查看結(jié)果。通常的處理順序是首先用POST26找到臨界頻率,然后用POST1在臨界頻率處查看整個模型。POST26用結(jié)果-頻率對應(yīng)關(guān)系表即變量查看結(jié)果,1號變量被軟件內(nèi)定為頻率。

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