ansys谐响应分析.ppt

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1、报告提纲报告提纲一、Ansys谐响应分析简介二、谐响应分析算例三、总结一、Ansys谐响应分析简介火电谐响应分析是用于确定线性结构在受正弦荷载作用时的稳态响应。目的是计算出结构在几种频率下的响应,并得到响应随频率变化的曲线。谐响应分析能预测结构的持续动力特性,从而验证设计能否成功地克服共振、疲劳,以及其他受迫振动引起的不良影响。谐响应分析用于设计：旋转设备（如压缩机、发动机、泵、涡轮机械等）的支座、固定装置和部件；受涡流（流体的漩涡运动）影响的结构，例如涡轮叶片、飞机机翼、桥和塔等一、Ansys谐响应分析简介求解简谐运动方程的三种方法[1]：1、完整法为缺省方法，是最容易的方

2、法；使用完整的系数矩阵，且允许非对称矩阵，预应力选项不可用。2、缩减法使用缩减矩阵，比完整法更快；主自由度处的位移计算出来后，解可以扩展到初始完整DOF集上可以考虑预应力效果。3、模态叠加法通过模态分析得到各振型乘以因子并求和来计算结构响应；可以考虑预应力效果，允许考虑阻尼，所有求解方法中最快的。三种方法共同局限性[3]：所有载荷必须随时间按正弦变化；所有载荷必须有相同频率；不允许非线性特性；不计算瞬态效应。一、Ansys谐响应分析简介Ansys模态分析的步骤：1、建模2、选择分析类型和选项3、施加谐波载荷并求解4、观看结果二.谐响应分析算例根据振动力学理论[2]，系统固有频

3、率为：1、理论计算稳态受迫振动规律为：单自由度系统如图1所示，质量m=1kg，弹簧刚度k=10000N/m，阻尼系数c=63N·s/m,作用在系统上的激振力F(t)=，=2000N，ω为激振频率[1]。图1单自由度系统二.谐响应分析算例频率比为：上式中：阻尼比：响应与激振力相位差：ω=ωn时共振振幅：二.谐响应分析算例2、Ansys谐响应分析计算1、选择单元类型MainMenu→Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete（1.StructuralMass“3Dmass21”;2.Combination“Spring-damper14”）2

4、、定义实常数MainMenu→Preprocessor→RealConstants→Add/Edit/Delete（REAL1：MASSX=1;REAL2:K=10000,CV1=63）3、建立弹簧、质量、阻尼振动系统模型1）创建节点MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Nodes→InActiveCS（NODE1（0,0,0），NODE2（1,0,0））2）设置单元属性MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→ElemAttributes(TYPE:2COMBIN14，REAL:2)3

5、)创建弹簧阻尼单元MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→AutoNumbered→ThruNodes（拾取1,2节点）二.谐响应分析算例4、选择分析类型MainMenu→Solution→AnalysisType→NewAnalysis→Harmonic（谐响应，fullmethod，频率范围0—50HZ,子步50）4）设置单元属性MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→ElemAttributes(TYPE:1MASS21，REAL:1)5)创建质量单元MainMe

6、nu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→AutoNumbered→ThruNodes（拾取2节点）6、执行求解MainMenu→Solution→Solve→CurrentLS5、施加约束和载荷MainMenu→Solution→DefineLoads→Apply→Structural（约束1节点AllDOF，约束2节点UY，UZ，ROTX，ROTY，ROTZ）（集中力作用在节点2，方向FX，力实部2000.）二.谐响应分析算例7、观察结果1）定义变量MainMenu→TimeHistPostpro→DefineVariables(添

7、加NodalDOFresult，拾取节点2，选择TranslationUX)2）显示幅频曲线MainMenu→TimeHistPostpro→GraphVariables（“NVAR1”输入2）显示相频曲线MainMenu→TimeHistPostpro→Settings→Graph（将PLCPLX改为Phaseangle）图2幅频曲线图3相频曲线二.谐响应分析算例图4振幅，相位与频率列表如列表多所示1、最大振幅出现在14HZ附近，与系统固有频率15.9HZ相差较大，原因是系统的阻尼比较大，为0.315