ansys諧響應(yīng)分析解析（課堂PPT）

1、諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-2諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析A、諧響應(yīng)分析的定義和目的諧響應(yīng)分析的定義和目的B、關(guān)于諧響應(yīng)分析的基本術(shù)語(yǔ)和概念關(guān)于諧響應(yīng)分析的基本術(shù)語(yǔ)和概念C、諧響應(yīng)分析在諧響應(yīng)分析在A(yíng)NSYS中的應(yīng)用中的應(yīng)用D、諧響應(yīng)分析的實(shí)例練習(xí)諧響應(yīng)分析的實(shí)例練習(xí)ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-3諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析定義和目的定義和目的什么是諧響應(yīng)分析？什么是諧響應(yīng)分析？確定一個(gè)線(xiàn)性結(jié)構(gòu)在持續(xù)的周期性（隨時(shí)間成確定一個(gè)線(xiàn)性結(jié)構(gòu)在持續(xù)的周期性（隨時(shí)間成正弦或余弦變化）正弦或余弦變化

2、）荷載作用下的持荷載作用下的持續(xù)的周期性響應(yīng)（穩(wěn)態(tài)響應(yīng)）。續(xù)的周期性響應(yīng)（穩(wěn)態(tài)響應(yīng)）。諧響應(yīng)分析只能計(jì)算結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，不考慮發(fā)生在激勵(lì)開(kāi)始時(shí)的瞬態(tài)振動(dòng)。諧響應(yīng)分析只能計(jì)算結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，不考慮發(fā)生在激勵(lì)開(kāi)始時(shí)的瞬態(tài)振動(dòng)。諧響應(yīng)分析是一種線(xiàn)性分析，任何非線(xiàn)性環(huán)節(jié)即使定義也會(huì)被忽略。諧響應(yīng)分析是一種線(xiàn)性分析，任何非線(xiàn)性環(huán)節(jié)即使定義也會(huì)被忽略。輸入：輸入：已知大小和頻率的諧載荷（力、壓力和強(qiáng)迫位移）已知大小和頻率的諧載荷（力、壓力和強(qiáng)迫位移） 同一頻率的多種載荷，力和位移可以是同相或不同相的。表面載荷和體載荷的相位角度同一頻率的多種載荷，力和位移可以是同相或不同相的。表面載荷和體載荷的相位角度可以

3、指定為零?？梢灾付榱?。輸出：輸出：每一個(gè)自由度上的諧位移，通常和施加的載荷不同相每一個(gè)自由度上的諧位移，通常和施加的載荷不同相其它多種導(dǎo)出量，例如應(yīng)力和應(yīng)變等其它多種導(dǎo)出量，例如應(yīng)力和應(yīng)變等ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-4諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析定義和目的定義和目的諧響應(yīng)分析用于設(shè)計(jì)：諧響應(yīng)分析用于設(shè)計(jì)：旋轉(zhuǎn)設(shè)備（如壓縮機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、泵、渦輪機(jī)械等）的支座、固定裝置和旋轉(zhuǎn)設(shè)備（如壓縮機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、泵、渦輪機(jī)械等）的支座、固定裝置和部件部件受渦流（流體的漩渦運(yùn)動(dòng)）影響的結(jié)構(gòu)，例如渦輪葉片、飛機(jī)機(jī)翼、橋受渦流（流體的漩渦運(yùn)動(dòng)）影響的結(jié)構(gòu)，例如渦輪葉片、飛

4、機(jī)機(jī)翼、橋和塔等和塔等ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-5諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析定義和目的定義和目的為什么要作諧響應(yīng)分析為什么要作諧響應(yīng)分析?確保一個(gè)給定的結(jié)構(gòu)能經(jīng)受住不同頻率的各種正弦載荷（例如：以不同確保一個(gè)給定的結(jié)構(gòu)能經(jīng)受住不同頻率的各種正弦載荷（例如：以不同速度運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)）速度運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)）探測(cè)共振響應(yīng)，并在必要時(shí)避免其發(fā)生（例如：借助于阻尼器來(lái)避免共探測(cè)共振響應(yīng)，并在必要時(shí)避免其發(fā)生（例如：借助于阻尼器來(lái)避免共振）振）諧響應(yīng)分析的目的在于計(jì)算線(xiàn)性結(jié)構(gòu)在不同頻率下的響應(yīng)，并獲取響應(yīng)諧響應(yīng)分析的目的在于計(jì)算線(xiàn)性結(jié)構(gòu)在不同頻率下的響應(yīng)，并獲取響

5、應(yīng)量隨頻率變化的圖像。量隨頻率變化的圖像。ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-6諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析術(shù)語(yǔ)和概念術(shù)語(yǔ)和概念包含的主題：包含的主題：運(yùn)動(dòng)方程運(yùn)動(dòng)方程諧載荷諧載荷頻率頻率復(fù)位移復(fù)位移求解方法求解方法ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-7通用運(yùn)動(dòng)方程：通用運(yùn)動(dòng)方程： :F矩陣和矩陣和 u矩陣是簡(jiǎn)諧的，頻率為矩陣是簡(jiǎn)諧的，頻率為 w w :諧響應(yīng)分析的運(yùn)動(dòng)方程諧響應(yīng)分析的運(yùn)動(dòng)方程:諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析- -術(shù)語(yǔ)和概念術(shù)語(yǔ)和概念運(yùn)動(dòng)方程運(yùn)動(dòng)方程 FuKuCuM ti21tiimaxti21tiimaxe

6、)uiu(eeuue)FiF(eeFFwwww )FiF()uiu)(KCiM(21212wwANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-8諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析- -術(shù)語(yǔ)和概念術(shù)語(yǔ)和概念諧載荷諧載荷隨時(shí)間成正弦或余弦變化的載荷隨時(shí)間成正弦或余弦變化的載荷同時(shí)作用的諧載荷必須是相同頻率同時(shí)作用的諧載荷必須是相同頻率的載荷的載荷相位角相位角允許不同相位的多個(gè)載荷允許不同相位的多個(gè)載荷同時(shí)作用，同時(shí)作用，缺省值為零缺省值為零施加的全部載荷施加的全部載荷都假設(shè)是簡(jiǎn)諧的，都假設(shè)是簡(jiǎn)諧的，包括溫度和重力。包括溫度和重力。實(shí)部虛部ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響

7、應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-9諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析- -術(shù)語(yǔ)和概念術(shù)語(yǔ)和概念 頻率頻率頻率頻率反映載荷隨時(shí)間變化的快慢諧響應(yīng)分析輸出的是響應(yīng)量隨頻率的變化關(guān)系圖在諧分析中，所有節(jié)點(diǎn)振動(dòng)的頻率都相同，但振動(dòng)的相位可能不同在諧分析中，必須指定頻率范圍及其分割數(shù)(nsubst)。Ansys諧分析中的自動(dòng)頻率分割法能自動(dòng)大致估計(jì)并選擇共振頻率，有效避免無(wú)關(guān)頻率分析過(guò)細(xì)，重要頻帶（共振頻率附近的頻率）分析較少的現(xiàn)象。 Haropt, Msup Hrout, on共振頻率是激起結(jié)構(gòu)激烈響應(yīng)的載荷頻率，也就是結(jié)構(gòu)的固有頻率。施加諧載荷時(shí)并不需要輸入載荷的頻率，只需在分析過(guò)程中指定感興趣的頻率范圍。

8、結(jié)構(gòu)上可能作用的激勵(lì)的頻率范圍就是用戶(hù)感興趣的頻率范圍。ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-10諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-術(shù)語(yǔ)和概念術(shù)語(yǔ)和概念復(fù)位移復(fù)位移在下列情況下計(jì)算出的位移將是復(fù)數(shù)在下列情況下計(jì)算出的位移將是復(fù)數(shù)具有阻尼具有阻尼施加載荷是復(fù)數(shù)載荷（例如：虛部為非零的載荷）施加載荷是復(fù)數(shù)載荷（例如：虛部為非零的載荷）復(fù)位移滯后一個(gè)相位角復(fù)位移滯后一個(gè)相位角 (相對(duì)于某施加的力而言相對(duì)于某施加的力而言).可以用可以用實(shí)部和虛部實(shí)部和虛部或或振幅和相位角振幅和相位角的形式來(lái)查看的形式來(lái)查看ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制

9、作培訓(xùn)手冊(cè)3-11諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-術(shù)語(yǔ)和概念術(shù)語(yǔ)和概念求解方法求解方法求解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程的三種方法：求解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程的三種方法：完整法完整法為缺省方法，是最容易的方法為缺省方法，是最容易的方法使用完整的結(jié)構(gòu)矩陣，且允許非對(duì)稱(chēng)矩陣（例如：聲學(xué)矩陣）使用完整的結(jié)構(gòu)矩陣，且允許非對(duì)稱(chēng)矩陣（例如：聲學(xué)矩陣）縮減法縮減法*使用縮減矩陣，比完整法更快使用縮減矩陣，比完整法更快需要選擇主自由度，據(jù)主自由度得到近似的需要選擇主自由度，據(jù)主自由度得到近似的 M矩陣和矩陣和C矩陣矩陣比比f(wàn)ull法難法難模態(tài)疊加法模態(tài)疊加法*從前面的模態(tài)分析中得到各模態(tài)；再乘以相應(yīng)系數(shù)后求模態(tài)和從前面的模態(tài)分析中得到各模態(tài)；再

10、乘以相應(yīng)系數(shù)后求模態(tài)和是所有求解方法中是最快的是所有求解方法中是最快的在三種方法中最難使用在三種方法中最難使用*未包括在本手冊(cè)中；請(qǐng)參看未包括在本手冊(cè)中；請(qǐng)參看ANSYS結(jié)構(gòu)分析指南。結(jié)構(gòu)分析指南。*將在第六章中討論。將在第六章中討論。ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-12諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-術(shù)語(yǔ)和概念術(shù)語(yǔ)和概念求解方法求解方法* generally not recommendedANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-13諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析C.步驟步驟四個(gè)主要步驟：四個(gè)主要步驟：建模建模選擇分析類(lèi)型和選

11、項(xiàng)選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)施加簡(jiǎn)諧載荷并求解施加簡(jiǎn)諧載荷并求解觀(guān)看結(jié)果觀(guān)看結(jié)果ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-14諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟建模建模模型模型只能用于只能用于線(xiàn)性線(xiàn)性單元和材料，忽略各種非線(xiàn)性單元和材料，忽略各種非線(xiàn)性記住要輸入密度記住要輸入密度注意：注意： 如果如果ALPX（熱膨脹系數(shù)）和（熱膨脹系數(shù)）和 T均不為零，就有可能不經(jīng)意地包均不為零，就有可能不經(jīng)意地包含了簡(jiǎn)諧熱載荷。為了避免這種事情發(fā)生，請(qǐng)將含了簡(jiǎn)諧熱載荷。為了避免這種事情發(fā)生，請(qǐng)將ALPX設(shè)置為零設(shè)置為零請(qǐng)參閱第一章中的建模需要考慮的問(wèn)題請(qǐng)參閱第一章中的建模需要考慮的

12、問(wèn)題ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-15諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)3建模建模選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)進(jìn)入求解器，選擇諧響應(yīng)分析進(jìn)入求解器，選擇諧響應(yīng)分析主要分析選項(xiàng)是求解方法主要分析選項(xiàng)是求解方法在后面在后面討論討論指定阻尼指定阻尼在后面討論在后面討論ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-16分析選項(xiàng)分析選項(xiàng)求解方法求解方法 完整法、縮減法和模態(tài)疊加法。缺省為完整法完整法、縮減法和模態(tài)疊加法。缺省為完整法打印輸出內(nèi)容打印輸出內(nèi)容 主要用于批處理方式中主要

13、用于批處理方式中集中質(zhì)量矩陣集中質(zhì)量矩陣推薦用于如果結(jié)構(gòu)的一個(gè)方向的尺寸遠(yuǎn)小于另兩個(gè)方向的尺寸的情況推薦用于如果結(jié)構(gòu)的一個(gè)方向的尺寸遠(yuǎn)小于另兩個(gè)方向的尺寸的情況中。例如：細(xì)長(zhǎng)梁與薄殼中。例如：細(xì)長(zhǎng)梁與薄殼諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)將出現(xiàn)第二個(gè)對(duì)話(huà)框?qū)⒊霈F(xiàn)第二個(gè)對(duì)話(huà)框ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-17諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)分析選項(xiàng)分析選項(xiàng) (接上頁(yè)接上頁(yè))選擇方程求解器選擇方程求解器 (缺省值為波前求解器缺省值為波前求解器)波前求解器的穩(wěn)定性好，內(nèi)存需求低，但一般

14、只能在模型低于5萬(wàn)個(gè) 自由度時(shí)使用，且硬盤(pán)使用率高稀疏矩陣直接求解器（對(duì)病態(tài)矩陣能克服迭代不收斂的困難，綜合了求解速度和求解魯棒性的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是耗內(nèi)存，不能用于子結(jié)構(gòu)。雅可比共扼梯度求解器（JCG）的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算速度快，所需磁盤(pán)空間小，但只能適用于靜態(tài)、完全諧波和完全瞬態(tài)分析不完全僑勒斯基共扼梯度求解器（ICGG）處理稀疏矩陣、病態(tài)矩陣更有效，但內(nèi)存需求也更大。主要適用于多場(chǎng)問(wèn)題，迭代法中穩(wěn)定性好，只適用于靜態(tài)、完全斜波和完全瞬態(tài)分析。預(yù)置條件共扼梯度求解器(PCG)通常適用于實(shí)體、殼和平板單元的結(jié)構(gòu)分析，速度比(JCG)快410倍，模型越大速度越明顯，所需磁盤(pán)空間只是波前求解器的四分之一，可以

15、在載荷步之間修改求解精度，但內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)大，只適用于靜態(tài)、瞬態(tài)或子空間特征值分析ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-18諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)分析選項(xiàng)分析選項(xiàng) (接上頁(yè)接上頁(yè))考慮預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的選項(xiàng)考慮預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的選項(xiàng)求解器選項(xiàng)ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-19諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)阻尼阻尼從從 -阻尼、阻尼、 -阻尼和阻尼率中選取阻尼和阻尼率中選取阻尼率最常用阻尼率最常用ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析

16、段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-20諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟施加簡(jiǎn)諧載荷并求解施加簡(jiǎn)諧載荷并求解3建模建模3選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)施加簡(jiǎn)諧載荷并求解施加簡(jiǎn)諧載荷并求解所有施加的載荷按規(guī)定的頻率（或頻率范圍）簡(jiǎn)諧地變化所有施加的載荷按規(guī)定的頻率（或頻率范圍）簡(jiǎn)諧地變化“載荷載荷”包括：包括：位移約束位移約束零或非零零或非零集中力集中力壓力壓力 注意注意： 如果要施加重力和熱載荷，它們也被當(dāng)作簡(jiǎn)諧變化的載荷如果要施加重力和熱載荷，它們也被當(dāng)作簡(jiǎn)諧變化的載荷來(lái)考慮！來(lái)考慮！ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-21諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步

17、驟步驟施加簡(jiǎn)諧載荷并求解施加簡(jiǎn)諧載荷并求解規(guī)定簡(jiǎn)諧載荷時(shí)要包括：規(guī)定簡(jiǎn)諧載荷時(shí)要包括： 振幅和相位角振幅和相位角頻率頻率漸變振幅或一致振幅漸變振幅或一致振幅振幅和相位角振幅和相位角振幅振幅 Fmax代表載荷值代表載荷值相位角相位角 是在兩個(gè)或兩個(gè)以上簡(jiǎn)諧載荷間的是在兩個(gè)或兩個(gè)以上簡(jiǎn)諧載荷間的相差，單一載荷不需要相位角相差，單一載荷不需要相位角 。對(duì)于力和對(duì)于力和位移諧載荷，非零值位移諧載荷，非零值 才有效才有效實(shí)部虛部F1maxF2maxANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-22諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟施加簡(jiǎn)諧載荷并求解施加簡(jiǎn)諧載荷并求解振幅和相

18、位角振幅和相位角(接上頁(yè)接上頁(yè))ANSYS 不能直接輸入振幅和相位角，而是規(guī)定實(shí)部和虛不能直接輸入振幅和相位角，而是規(guī)定實(shí)部和虛部分量部分量例如，施加兩個(gè)簡(jiǎn)諧力例如，施加兩個(gè)簡(jiǎn)諧力 F1和和 F2 ，其相差其相差 :F1real = F1max (F1的振幅)F1imag = 0F2real = F2maxcosF2imag = F2maxsin可以使用可以使用APDL語(yǔ)言計(jì)算，但要確保角度單位為度（缺省語(yǔ)言計(jì)算，但要確保角度單位為度（缺省為弧度）為弧度）實(shí)部I虛部F1maxF2maxANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-23諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟

19、步驟施加簡(jiǎn)諧載荷并求解施加簡(jiǎn)諧載荷并求解ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-24諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟施加簡(jiǎn)諧載荷并求解施加簡(jiǎn)諧載荷并求解簡(jiǎn)諧載荷的頻率簡(jiǎn)諧載荷的頻率:通過(guò)頻率范圍和在頻率范圍內(nèi)的子步數(shù)量來(lái)規(guī)定振動(dòng)頻率（赫茲）通過(guò)頻率范圍和在頻率范圍內(nèi)的子步數(shù)量來(lái)規(guī)定振動(dòng)頻率（赫茲）例如，在例如，在0-50頻率范圍內(nèi)有頻率范圍內(nèi)有10個(gè)子步時(shí)將給出在個(gè)子步時(shí)將給出在5，10，15.45和和50Hz等頻率等頻率上的解；而同一頻率范圍只有一個(gè)子步時(shí)，則只給出上的解；而同一頻率范圍只有一個(gè)子步時(shí)，則只給出50Hz頻率上的解頻率上的解ANSYS80A

20、NSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-25諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟施加簡(jiǎn)諧載荷并求解施加簡(jiǎn)諧載荷并求解階躍載荷和斜坡載荷：階躍載荷和斜坡載荷：采用若干個(gè)子步，在每個(gè)子步中，頻率可以逐漸地增加（斜坡載荷方式采用若干個(gè)子步，在每個(gè)子步中，頻率可以逐漸地增加（斜坡載荷方式，即，即隨頻率線(xiàn)性變化，隨頻率線(xiàn)性變化，KBC=0），或者保持一致（階躍載荷方式，即頻），或者保持一致（階躍載荷方式，即頻率在一個(gè)載荷步中從開(kāi)始到結(jié)尾都保持相同的值，率在一個(gè)載荷步中從開(kāi)始到結(jié)尾都保持相同的值，KBC=1）簡(jiǎn)諧載荷簡(jiǎn)諧載荷通常是階躍加載方式通常是階躍加載方式，因?yàn)檩d荷值代表的是最大振幅

21、，因?yàn)檩d荷值代表的是最大振幅ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-26諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟施加簡(jiǎn)諧載荷并求解施加簡(jiǎn)諧載荷并求解在施加簡(jiǎn)諧載荷后，下一步就是開(kāi)始求解在施加簡(jiǎn)諧載荷后，下一步就是開(kāi)始求解通常采用一個(gè)載荷步，但是可以采用若干子步，通常采用一個(gè)載荷步，但是可以采用若干子步，且每個(gè)子步具有不同的頻率范圍且每個(gè)子步具有不同的頻率范圍ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-27諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟觀(guān)看結(jié)果觀(guān)看結(jié)果3建模建模3選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)3施加簡(jiǎn)諧載荷并求解施加簡(jiǎn)諧載荷

22、并求解觀(guān)看結(jié)果觀(guān)看結(jié)果分三步分三步:繪制結(jié)構(gòu)上的特殊點(diǎn)處的位移繪制結(jié)構(gòu)上的特殊點(diǎn)處的位移-頻率曲線(xiàn)頻率曲線(xiàn)確定各臨界頻率和相應(yīng)的相位角確定各臨界頻率和相應(yīng)的相位角觀(guān)看整個(gè)結(jié)構(gòu)在各臨界觀(guān)看整個(gè)結(jié)構(gòu)在各臨界頻率頻率和相位角時(shí)的位移和和相位角時(shí)的位移和應(yīng)力應(yīng)力采用采用POST26，時(shí)程后處，時(shí)程后處理器理器采用采用POST1，通用后處理，通用后處理器器ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-28諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟觀(guān)看結(jié)果觀(guān)看結(jié)果 - POST26位移位移- -頻率圖頻率圖首先定義首先定義 POST26 POST26 變量變量節(jié)點(diǎn)和單元數(shù)據(jù)表節(jié)點(diǎn)和單

23、元數(shù)據(jù)表用大于等于用大于等于2 2的變量記錄結(jié)果數(shù)據(jù)項(xiàng)的變量記錄結(jié)果數(shù)據(jù)項(xiàng)變量變量1 1包含各頻率，并是預(yù)先定義了好的包含各頻率，并是預(yù)先定義了好的ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-29諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟觀(guān)看結(jié)果觀(guān)看結(jié)果 - POST26定義變量（接上頁(yè)）定義變量（接上頁(yè)）選取可能發(fā)生最大變形的節(jié)點(diǎn)，選取可能發(fā)生最大變形的節(jié)點(diǎn)，然后選擇自由度的方向然后選擇自由度的方向定義變量的列表被更新定義變量的列表被更新直接采用變量觀(guān)察器實(shí)現(xiàn)變量定義，繪圖等操作ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-30諧響應(yīng)

24、分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟觀(guān)看結(jié)果觀(guān)看結(jié)果 - POST26定義變量定義變量畫(huà)變量畫(huà)變量-頻率關(guān)系圖頻率關(guān)系圖在頻率范圍內(nèi)的響應(yīng)圖在頻率范圍內(nèi)的響應(yīng)圖ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-31諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟觀(guān)看結(jié)果觀(guān)看結(jié)果 - POST26確定各臨界頻率和相位角確定各臨界頻率和相位角用圖形顯示最高振幅發(fā)生時(shí)的頻率用圖形顯示最高振幅發(fā)生時(shí)的頻率由于位移與施加的載荷存在相差（如果存在阻尼的話(huà)），需要確定出現(xiàn)最大振幅時(shí)由于位移與施加的載荷存在相差（如果存在阻尼的話(huà)），需要確定出現(xiàn)最大振幅時(shí)的相位角的相位角要進(jìn)行上述工作，首先在輸出形式上要選擇振

25、幅要進(jìn)行上述工作，首先在輸出形式上要選擇振幅+相位選項(xiàng)相位選項(xiàng).ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-32諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟觀(guān)看結(jié)果觀(guān)看結(jié)果 - POST26然后用表列出變量然后用表列出變量注意：最大振幅注意：最大振幅=3.7出現(xiàn)在出現(xiàn)在48Hz,-85.7時(shí)時(shí)下一步就是觀(guān)看整個(gè)模型在該頻率和相位角下的位移和應(yīng)力（使用下一步就是觀(guān)看整個(gè)模型在該頻率和相位角下的位移和應(yīng)力（使用POST1)ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-33諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟觀(guān)看結(jié)果觀(guān)看結(jié)果 - POST1觀(guān)看整個(gè)結(jié)

26、構(gòu)的結(jié)果觀(guān)看整個(gè)結(jié)構(gòu)的結(jié)果進(jìn)入進(jìn)入POST1，且列出結(jié)果匯總表，確定臨界頻率的載荷步和子步序號(hào)，且列出結(jié)果匯總表，確定臨界頻率的載荷步和子步序號(hào)ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-34諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析-步驟步驟觀(guān)看結(jié)果觀(guān)看結(jié)果 - POST1使用使用 HRCPLX 命令讀入在期望頻率和相位角時(shí)的結(jié)果：命令讀入在期望頻率和相位角時(shí)的結(jié)果：HRCPLX, LOADSTEP, SUBSTEP, PHASE, .例如：例如： HRCPLX,2,4,85.7繪制變形圖，應(yīng)力等值線(xiàn)圖和其它期望的結(jié)果繪制變形圖，應(yīng)力等值線(xiàn)圖和其它期望的結(jié)果ANSYS80ANS

27、YS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-35諧響應(yīng)分析步驟諧響應(yīng)分析步驟3建立模型建立模型3選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)選擇分析類(lèi)型和選項(xiàng)3施加簡(jiǎn)諧載荷和求解施加簡(jiǎn)諧載荷和求解3觀(guān)看結(jié)果觀(guān)看結(jié)果ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-36諧響應(yīng)分析步驟諧響應(yīng)分析步驟 關(guān)鍵命令流關(guān)鍵命令流/soluANTYPE,HARMHROPT, HARFRQ, NSUBST, KBC,1OUTPR, OUTRES,ALL,ALLSOLVEFINISH/POST26FILE, FINISH/POST1諧響應(yīng)分析實(shí)例諧響應(yīng)分析實(shí)例兩端固支梁和預(yù)應(yīng)力吉他弦兩端固支

28、梁和預(yù)應(yīng)力吉他弦ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-38諧響應(yīng)分析實(shí)例諧響應(yīng)分析實(shí)例 兩端固支梁兩端固支梁描述描述:一鋼制梁上裝有兩個(gè)一鋼制梁上裝有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)機(jī)器，以機(jī)器，以3001800rpm的速度旋轉(zhuǎn)，的速度旋轉(zhuǎn)，施加的最大力為施加的最大力為70lb。試確定該梁的諧響應(yīng)。梁長(zhǎng)。試確定該梁的諧響應(yīng)。梁長(zhǎng)10英尺，兩英尺，兩端固支，兩旋轉(zhuǎn)機(jī)器分別放置在梁的距兩個(gè)端點(diǎn)為端固支，兩旋轉(zhuǎn)機(jī)器分別放置在梁的距兩個(gè)端點(diǎn)為L(zhǎng)/3的地方的地方。假設(shè)阻尼比為。假設(shè)阻尼比為2%ANSYS80ANSYS80諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析段志東制作段志東制作培訓(xùn)手冊(cè)3-39分析步驟指南：分析步驟指南：1. 清空數(shù)據(jù)庫(kù)，讀入清空數(shù)據(jù)庫(kù)，讀入beam.inp文件，以建立一個(gè)梁的模型。文件，以建立一個(gè)梁的模型。2. 指定諧響應(yīng)分析（采用完全方法）。指定諧響應(yīng)分析（采用完全方法）。3. 將梁兩端固定，分別在梁上的將梁兩端固定，分別在梁上的40inch和和80-inch處作用兩個(gè)同相的簡(jiǎn)諧力處作用兩