ANSYS模態(tài)分析教程及實(shí)例講解PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 ANSYS模態(tài)分析教程及實(shí)例講解模態(tài)分析教程及實(shí)例講解PPT課課 件件 第1頁(yè)/共74頁(yè) 第2頁(yè)/共74頁(yè) 第3頁(yè)/共74頁(yè) 第4頁(yè)/共74頁(yè) 第5頁(yè)/共74頁(yè) 應(yīng)變 應(yīng)力 彈性模量 (EX) 第6頁(yè)/共74頁(yè) 應(yīng)變應(yīng)變 應(yīng)力應(yīng)力 第7頁(yè)/共74頁(yè) ANSYS模態(tài)分析功能介紹 模態(tài)分析實(shí)例操作演示 模態(tài)分析的背景簡(jiǎn)介 第8頁(yè)/共74頁(yè) l什么是振動(dòng)什么是振動(dòng) l固有頻率固有頻率 l固有振動(dòng)模態(tài)固有振動(dòng)模態(tài) l共振共振 第9頁(yè)/共74頁(yè) 為便于理解振動(dòng)現(xiàn)象，我們從了解為便于理解振動(dòng)現(xiàn)象，我們從了解固有頻率（固有周期），固有模態(tài)，固有頻率（固有周期），固有模態(tài)， 共振共振等表示振動(dòng)特有現(xiàn)

2、象的術(shù)語(yǔ)開(kāi)始等表示振動(dòng)特有現(xiàn)象的術(shù)語(yǔ)開(kāi)始 第10頁(yè)/共74頁(yè) 振幅：大振幅：小振幅：大振幅：小 第11頁(yè)/共74頁(yè) 任何結(jié)構(gòu)都具有其固有頻率（固有周期），其值由其本身的結(jié)構(gòu)所決定任何結(jié)構(gòu)都具有其固有頻率（固有周期），其值由其本身的結(jié)構(gòu)所決定 自由振動(dòng)是一種無(wú)衰減力的振動(dòng)狀態(tài)，它將永遠(yuǎn)不停地振動(dòng)下去。自由振動(dòng)是一種無(wú)衰減力的振動(dòng)狀態(tài)，它將永遠(yuǎn)不停地振動(dòng)下去。 第12頁(yè)/共74頁(yè) 第13頁(yè)/共74頁(yè) 固有振動(dòng)形態(tài)固有振動(dòng)形態(tài)名稱(chēng)名稱(chēng) 1階振動(dòng) 2階振動(dòng) 3階振動(dòng) 第14頁(yè)/共74頁(yè) 要點(diǎn)：要點(diǎn)：振動(dòng)的形式（振形）稱(chēng)為振動(dòng)模態(tài)。振動(dòng)的形式（振形）稱(chēng)為振動(dòng)模態(tài)。 一般從低頻開(kāi)始，稱(chēng)為一般從低頻開(kāi)始，稱(chēng)

3、為1階、階、2階、階、3階階固有頻率，并且具固有頻率，并且具 有與各個(gè)固有頻率對(duì)應(yīng)的振動(dòng)模態(tài)。有與各個(gè)固有頻率對(duì)應(yīng)的振動(dòng)模態(tài)。 第15頁(yè)/共74頁(yè) 要點(diǎn)：要點(diǎn)：振動(dòng)外力的周期和結(jié)構(gòu)固有周期一致或接近則要發(fā)生共振振動(dòng)外力的周期和結(jié)構(gòu)固有周期一致或接近則要發(fā)生共振 。 共振因?yàn)闀?huì)使振動(dòng)變得越來(lái)越強(qiáng)，一般應(yīng)該避免。共振因?yàn)闀?huì)使振動(dòng)變得越來(lái)越強(qiáng)，一般應(yīng)該避免。 第16頁(yè)/共74頁(yè) 第17頁(yè)/共74頁(yè) 共振產(chǎn)生時(shí)的條件有以下兩條：共振產(chǎn)生時(shí)的條件有以下兩條： 激振力的周期（頻率）和物體的固有周期（固有頻率）相一致或接近激振力的周期（頻率）和物體的固有周期（固有頻率）相一致或接近 激振力的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)到使物

4、體振動(dòng)以充分發(fā)展的時(shí)間激振力的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)到使物體振動(dòng)以充分發(fā)展的時(shí)間 第18頁(yè)/共74頁(yè) 第19頁(yè)/共74頁(yè) 第20頁(yè)/共74頁(yè) 第21頁(yè)/共74頁(yè) 第22頁(yè)/共74頁(yè) tFuKuCuM 0uKuM 0 2 uMK 模態(tài)分析假定結(jié)構(gòu)是線(xiàn)性的模態(tài)分析假定結(jié)構(gòu)是線(xiàn)性的(如如, M和和K保持為常數(shù)保持為常數(shù)) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程u = u0cos( t), 其中其中 為自振圓周頻率為自振圓周頻率(rad/s)(rad/s) 注意注意: : 第23頁(yè)/共74頁(yè) 第24頁(yè)/共74頁(yè) 第25頁(yè)/共74頁(yè) 第26頁(yè)/共74頁(yè) 第27頁(yè)/共74頁(yè) 第28頁(yè)/共74頁(yè) 第29頁(yè)/共74頁(yè) 1 3 第30頁(yè)

5、/共74頁(yè) 注意：不是所有的單元都能設(shè)置單元選項(xiàng)！ 第31頁(yè)/共74頁(yè) 第32頁(yè)/共74頁(yè) 第33頁(yè)/共74頁(yè) 第34頁(yè)/共74頁(yè) 第35頁(yè)/共74頁(yè) 新的分析類(lèi) 型 模態(tài)分析 模態(tài)提取方 法 模態(tài)提取的階數(shù) 模態(tài)擴(kuò)展的階數(shù) 質(zhì)量矩陣歸一化 預(yù)應(yīng)力效果計(jì)算 下面將詳細(xì)介紹各個(gè)選項(xiàng)的使用！ 第36頁(yè)/共74頁(yè) 第37頁(yè)/共74頁(yè) 分塊蘭索斯法，大型對(duì)稱(chēng)特征值問(wèn)題，較快 子空間法，大型對(duì)稱(chēng)特征值問(wèn)題 適用非常大的模型，采用集中質(zhì)量矩陣 減縮的系統(tǒng)矩陣求解，速度快，精度相對(duì)低 非對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)矩陣問(wèn)題，例如流固耦合 阻尼不可忽略的問(wèn)題 減速的阻尼矩陣計(jì)算復(fù)雜阻尼問(wèn)題，更高效 除Reduced方法外，所有的

6、模 態(tài)提取方法都要設(shè)置階數(shù)。 第38頁(yè)/共74頁(yè) 第39頁(yè)/共74頁(yè) 第40頁(yè)/共74頁(yè) 第41頁(yè)/共74頁(yè) 第42頁(yè)/共74頁(yè) 第43頁(yè)/共74頁(yè) 第44頁(yè)/共74頁(yè) 第45頁(yè)/共74頁(yè) 是否擴(kuò)展模態(tài)？是否擴(kuò)展模態(tài)？ 模態(tài)擴(kuò)展的階數(shù)模態(tài)擴(kuò)展的階數(shù) 計(jì)算單元上的結(jié)果計(jì)算單元上的結(jié)果 推薦采用默認(rèn)的集推薦采用默認(rèn)的集 中質(zhì)量矩陣形成方式中質(zhì)量矩陣形成方式 默認(rèn)系統(tǒng)處于無(wú)應(yīng)力狀態(tài)默認(rèn)系統(tǒng)處于無(wú)應(yīng)力狀態(tài) 節(jié)省內(nèi)存節(jié)省內(nèi)存 第46頁(yè)/共74頁(yè) 第47頁(yè)/共74頁(yè) 第48頁(yè)/共74頁(yè) 第49頁(yè)/共74頁(yè) 起止頻率 振型歸一化 處理選項(xiàng) 第50頁(yè)/共74頁(yè) 第51頁(yè)/共74頁(yè) 第52頁(yè)/共74頁(yè) 第53頁(yè)/共74頁(yè) 對(duì)稱(chēng)邊界對(duì)稱(chēng)邊界 反對(duì)稱(chēng)邊界反對(duì)稱(chēng)邊界 完整模型完整模型 第54頁(yè)/共74頁(yè) 第55頁(yè)/共74頁(yè) 第56頁(yè)/共74頁(yè) 質(zhì)量阻尼質(zhì)量阻尼 剛度阻尼剛度阻尼 材料阻尼比材料阻尼比 第57頁(yè)/共74頁(yè) 第58頁(yè)/共74頁(yè) 注意：軟件默認(rèn)是不進(jìn)行模態(tài)擴(kuò)展。 第59頁(yè)/共74頁(yè) 第60頁(yè)/共74頁(yè) 指定要擴(kuò)展的模態(tài)數(shù)指定要擴(kuò)展的模態(tài)數(shù) 或指定一個(gè)頻率范圍或指定一個(gè)頻率范圍 相對(duì)應(yīng)力計(jì)算開(kāi)關(guān)相對(duì)應(yīng)力計(jì)算開(kāi)關(guān) 第61頁(yè)/共74頁(yè) 第62頁(yè)/共74頁(yè) 選擇None或者 Every substep 第63