基于ABAQUS的小桥共振条件研究.pdf

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1、·信息技术·杨奇彪，等·基于ABAQUS的小桥共振条件研究基于ABAQUS的小桥共振条件研究杨奇彪，喻朋，游达章(湖：lLm,_lk大学机械工程学院，湖北武汉430068)摘要：为了研究共振发生时物体的振形是否同步，运用ABAQUS对共振发生的条件进行分析，结果表明：共振发生的三要素为响应频率、振形(受迫振动的波形方向)、能量。关键词：共振条件；模态分析；稳态动力学分析中图分类号：TP391．9文献标志码：A文章编号：167l。5276(2015)02．0150．03StudyofResonanceConditionofBri

2、dgeBasedonABAQUSYANGQi·biao，YUPeng，YOUDa—zhang(SchoolofMechanicalEngineering，HubeiUniversityofTechnology，Wuhan430068，China)Abstract：Inordertostudythatthevibrationforn1ofobjectisorisnotsynchronouswhenitsresonanceOCCUrs．thispaperusesABAQUStoanalyzetheresonanceconditio

3、ns．Theresultsshowthatitsconditionsareresponsefrequency，shapeandenergy．Keywords：resonancecondition；modalanalysis；staticdynamicsanalysisABAQUS是一款功能强大的结构力学分析的通用有振动。限元分析软件，包含线性分析和非线性分析以及非常好的2)若系统无阻尼，即C：0时，式(1)可变为：人机对话环境，是很多学习和从事机械、建筑等领域设计+=F(3)和研究工作的人员首选有限元分析软件⋯。一般有限元式(

4、3)为无阻尼受迫振动方程(忽略阻尼的理想系分析软件都可以进行模态分析。可见模态是物体的一个非统)。常重要的特性，并对其结构的性质有相当大的影响。模态3)若系统既无阻尼又无干扰，即F：0且C=0时，式即是指一个物体的固有频率。物体的固有频率是有无穷(1)可变为：多阶的．然而对实际影响最大的一般是前几阶固有频率l2]。因此，利用有限元软件进行模态分析就是为了找X+=0(4)式(4)为无阻尼自由振动方程，这是运动方程的最简到物体在一定环境(即约束条件或边界条件)下的前几阶形式，由此可见：、是产生振动的最基本的原因。同有频率，然后进行

5、后续分析31。共振是指某物体或系统在特定频率下呈现比其他频率更大振幅的振动情况。此时的频率称之为共振频率。本2共振有限元建模分析文基于ABAQUS研究共振时的振形是否同步的问题。2．1模态分析1共振建模分析先运用abaqus建立小桥的有限元模型，并提取前6阶的固有频率。对于n个自由度系统，其运动平衡方程的一般形式如有限元模型的建立。首先要建立几何模型，然后指定式(1)所示。材料特性、定义边界条件、施加载荷，形成具有完整分析属M+CX+KX=F(1)性的分析模型．最后进行网格划分。式(1)也称为阻尼受迫振动方程，M、c、K均为实

6、对称矩进入部件模块，创建一个三维的可变形拉伸实体桥。阵。为物体的质量矩阵，c为物体的阻尼矩阵，为物体的进入草图环节，确定悬臂梁截面尺寸0．8mmx0．3mm，选择拉伸长度为4．0mm，完成悬臂粱三维实体模型的创弹性矩阵，为物体的位移矩阵，为物体的速度矩阵，为建，如图1所示。物体的加速度矩阵，F为物体所受策动力矩阵。进入属性模块，完成材料Steel的定义(密度为7．8×式(1)中矩阵均为关于时间t的函数，可分为三种情10kg／m、杨氏模量0．21MPa，泊松比0．3)，创建截面类型况进行讨论：为Solid，匀质，完成均匀实体截面

7、属性的定义，然后把截1)若系统无干扰，即F=0时，式(1)可变为：面属性赋予整个部件桥。进入装配模块。选择部件栏中+CX+KX=0(2)选择部件桥．创建类型为独立的实例。进入分析步模块。式(2)为阻尼衰减自由振动方程，即在初始干扰下的创建一个分析步。一个类型为线性摄动，子空间算法下选作者简介：杨奇彪(1985一)，男，湖北鄂州人，讲师，博士，主要从事高速加工、激光加_T。·l50·http：／／ZZHD．chinajourna1．net．cnE-mail：ZZHD@chainajourna1．net．cn《机械制造与自动化》·

8、信息技术·杨奇彪．等·基于ABAQUS的小桥共振条件研究时。物体的振动在随激励频率的变化看作似不规则的振动，这个振动是非线性的时增时减，但遵循波形的叠加原理。2．3能量对共振的影响能量将变现为对桥面施加的载荷的大小。在1．2节分析的基础上，适当的改变其作用力的大小，来观察能量