《有限元基础教程》【ansys算例】7.21及7.22汽车的悬挂系统地振动模态分析报告报告材料gui及命令流

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1、实用标准文案【ANSYS算例】7.2(1)汽车悬挂系统的振动模态分析(GUI)一个简单的汽车系统如图7-2所示，若将其处理成平面系统，可以由车身(梁)、承重。前后支撑组成0汽车悬架振动系统可以简化成由以下两个主要运动组成：运动体系在垂直方向的线性运动以及车身质量块的旋转运动，对该系统进行模态分析。模型中的各项参数如表7-1所示，为与文献结果进行比较，这里采用了英制单位。表7-1汽车悬架振动模型的参数材料参数几何参数弹性模量E=4×109psf加速度g=32.2ft/sc2质心的前距离=4.5ft车

2、身重量W=3220lb车身质量m=W/g=100lb.sc2/ft质心的后距离=5.5ft前悬架支撑弹簧系数k1=2400lb/ft后悬架支撑弹簧系数k2=2600lb/ft质量分布的回转半径r=4ft解答计算模型如图7-2(b)所示。(a)问题描述(b)有限元分析模型图7-2汽车悬架振动系统模型这里将车身简化为梁，仅起到连接作用，这里设定不考虑梁的质量对振动性能的影响，因此需将密度设定为零即可，但在建模时需要输入梁的各种参数(包括材料以及几何参数)。实际上，可以将车身梁的弹性效果通过质量块的垂直

3、运动及旋转运动来等效，质量块的转动惯性矩为，r取为4ft，经计算为。可以看出所采用的平面简化模型仅有两个自由度(梁单元由于取密度为零，将仅起连接作用)。采用2D的计算模型，使用梁单元2-DElasticBeamElements(BEAM3)来等效车身，使用弹簧单元Spring-DamperElements(COMBIN14)来等效车体的前后悬架支撑，使用质量块单元StructuralMassElement(MASS21)来等效车身质量。建模的要点：⑴首先定义分析类型并选取3种单元，输入实常数；⑵建

4、立对应几何模型，并赋予各单元类型对应各参数值；⑶在后处理中，用命令<*GET>来提取其计算分析结果(频率)。⑷通过命令<*GET>来提取模态的频率值。最后将计算结果与参考文献所给出的解析结果进行比较，见表7-2。精彩文档实用标准文案表7-2ANSYS简化模型与文献的简化模型解析结果的比较模态频率及单位Reference7.2(1)的结果ANSYS结果两种结果之比f1Hz1.09811.09811.000f2Hz1.44061.44061.000Reference7.2(1)：ThomsonWT.V

5、ibrationTheoryandApplications.2ndPrinting.NJ:Prentice-Hall,Inc.,1965,181给出的基于图形界面的交互式操作(stepbystep)过程如下。(1)进入ANSYS（设定工作目录和工作文件）程序→ANSYS→ANSYSInteractive→Workingdirectory（设置工作目录）→Initialjobname:Vehicle（设置工作文件名）：→Run→OK(2)设置计算类型ANSYSMainMenu：Preferences

6、…→Structural→OK(3)定义单元类型ANSYSMainMenu：Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete...→Add…→Beam:2delastic3→Apply（返回到LibraryofElement窗口）→Combination:Spring-damper14→Apply（返回到LibraryofElement窗口）→StructuralMass:3Dmass21→OK（返回到ElementTypes窗口）→选择Type2COMBIN14单

7、击Options…→K3设定为2-Dlongitudinal→OK（返回到ElementTypes窗口）→选择Type3MASS21单击Options…→K3设定为2-Dwrotinert→OK→Close(4)定义实常数ANSYSMainMenu:Preprocessor→RealConstants…→Add/Edit/Delete...→Add…→选择Type2COMBIN14→OK→RealConstantsSetNo.:1（第1号实常数）,K:2400(前悬架支撑的弹簧系数k1=2400)

8、→Ok(返回Realconstants窗口)→Add…→选择Type1BEAM3→OK→RealConstantsSetNo.:2（第2号实常数）AREA:10,IZZ:10,HEIGHT:10(梁单元参数，可以为任意值)→OK→Add…→选择Type3MASS21→OK→RealConstantsSetNo.:3（第3号实常数）,MASS:100，IZZ:1600(质点的实常数)→OK→Add…→选择Type1BEAM3→OK→RealConstantsSetNo.:4（第4号实