ANSYS結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析-2

ANSYS結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析-2匯報人：AA2024-01-25引言ANSYS結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析基本理論ANSYS結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析步驟ANSYS結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析實例目錄ANSYS結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析高級功能ANSYS結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析應(yīng)用與拓展目錄01引言深入了解ANSYS在結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析中的應(yīng)用通過案例研究展示ANSYS在實際工程中的應(yīng)用探討結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析的基本原理和方法提高工程師對結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析的理解和掌握目的和背景匯報范圍介紹結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析的基本概念和原理展示ANSYS在結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析中的操作步驟和流程通過案例研究探討ANSYS在實際工程中的應(yīng)用和效果闡述ANSYS在結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析中的功能和特點02ANSYS結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析基本理論研究結(jié)構(gòu)在動力荷載作用下的響應(yīng)和性能的科學(xué)。結(jié)構(gòu)動力學(xué)隨時間變化的荷載，如地震、風(fēng)、爆炸等。動力荷載結(jié)構(gòu)在動力荷載作用下的位移、速度、加速度等反應(yīng)。結(jié)構(gòu)響應(yīng)結(jié)構(gòu)動力學(xué)基本概念有限元法01將結(jié)構(gòu)離散化為有限個單元，通過求解單元剛度矩陣和荷載向量，得到整體結(jié)構(gòu)的剛度矩陣和荷載向量，進而求解結(jié)構(gòu)響應(yīng)。動力平衡方程02根據(jù)牛頓第二定律和達朗貝爾原理，建立結(jié)構(gòu)動力平衡方程，即質(zhì)量矩陣乘以加速度向量加上阻尼矩陣乘以速度向量加上剛度矩陣乘以位移向量等于荷載向量。模態(tài)分析03通過求解結(jié)構(gòu)無阻尼自由振動方程，得到結(jié)構(gòu)的固有頻率、振型和阻尼比等模態(tài)參數(shù)，為結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。ANSYS結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析原理直接求解結(jié)構(gòu)動力平衡方程，得到結(jié)構(gòu)在時域內(nèi)的響應(yīng)歷程。適用于任意動力荷載和復(fù)雜結(jié)構(gòu)。時域分析法將動力荷載和結(jié)構(gòu)響應(yīng)轉(zhuǎn)換為頻域內(nèi)的頻譜，通過頻響函數(shù)建立荷載與響應(yīng)之間的關(guān)系。適用于簡諧荷載和線性結(jié)構(gòu)。頻域分析法將結(jié)構(gòu)響應(yīng)表示為各階模態(tài)振型的線性組合，通過求解各階模態(tài)坐標(biāo)得到結(jié)構(gòu)響應(yīng)。適用于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)和需要提高計算效率的情況。模態(tài)疊加法結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析方法03ANSYS結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析步驟123在ANSYS中，可以使用自帶的建模工具創(chuàng)建幾何模型，也可以從其他CAD軟件導(dǎo)入。創(chuàng)建幾何模型輸入材料的彈性模量、泊松比、密度等參數(shù)，以便進行后續(xù)的動力學(xué)分析。定義材料屬性對幾何模型進行網(wǎng)格劃分，選擇合適的單元類型和網(wǎng)格密度，以平衡計算精度和效率。劃分網(wǎng)格建立模型施加約束根據(jù)實際問題，對模型施加適當(dāng)?shù)募s束，如固定支撐、滑動支撐等。定義接觸對于存在接觸的模型，需要定義接觸對和接觸參數(shù)，以模擬實際接觸行為。施加載荷根據(jù)動力學(xué)分析的需求，對模型施加隨時間變化的載荷或初始條件。施加邊界條件和載荷030201選擇求解器根據(jù)問題類型和計算機資源，選擇合適的求解器進行求解，如直接求解器或迭代求解器。設(shè)置求解參數(shù)設(shè)置求解的時間步長、總時間等參數(shù)，以控制求解過程。開始求解對模型進行求解，得到各時間步的位移、應(yīng)力、應(yīng)變等結(jié)果。求解模型03結(jié)果驗證將分析結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)或其他理論結(jié)果進行對比，驗證分析的準(zhǔn)確性和可靠性。01查看結(jié)果使用ANSYS的后處理工具查看求解結(jié)果，如動畫、云圖、曲線圖等。02提取數(shù)據(jù)從結(jié)果中提取關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如最大位移、最大應(yīng)力等，以便進行進一步的分析。后處理與結(jié)果分析04ANSYS結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析實例某建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的動力響應(yīng)分析。建筑結(jié)構(gòu)在地震波作用下的位移、應(yīng)力和應(yīng)變等動力響應(yīng)。實例背景與問題描述問題描述實例背景選擇單元類型根據(jù)結(jié)構(gòu)特點和分析需求，選擇合適的單元類型，如梁單元、殼單元等。定義材料屬性輸入結(jié)構(gòu)的材料屬性，如彈性模量、泊松比、密度等。建立幾何模型根據(jù)結(jié)構(gòu)的實際尺寸和形狀，建立幾何模型。劃分網(wǎng)格對幾何模型進行網(wǎng)格劃分，生成有限元模型。建立有限元模型施加邊界條件和載荷施加約束根據(jù)結(jié)構(gòu)的實際情況，施加約束條件，如固定約束、滑動約束等。施加地震載荷選擇適當(dāng)?shù)牡卣鸩?，將其施加到結(jié)構(gòu)上，模擬地震作用。求解模型選擇合適的求解器和分析類型，如模態(tài)分析、瞬態(tài)分析等，對模型進行求解。結(jié)果分析提取求解結(jié)果，如位移、應(yīng)力、應(yīng)變等，進行分析和評估。根據(jù)分析結(jié)果，可以判斷結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性，為結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化提供依據(jù)。求解模型與結(jié)果分析05ANSYS結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析高級功能幾何非線性分析大變形、大轉(zhuǎn)動等幾何非線性問題，如梁、板、殼結(jié)構(gòu)的屈曲和后屈曲行為。接觸非線性模擬結(jié)構(gòu)中的接觸和碰撞現(xiàn)象，如齒輪嚙合、軸承接觸等。材料非線性考慮材料的塑性、蠕變、超彈性等非線性行為對結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響。非線性結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析模態(tài)疊加法將結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)表示為各階模態(tài)振型的線性組合，提高計算效率。復(fù)模態(tài)分析考慮阻尼對結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的影響，得到更準(zhǔn)確的模態(tài)頻率和振型。模態(tài)截斷與擴展根據(jù)分析需求截斷或擴展模態(tài)數(shù)量，以平衡計算精度和效率。模態(tài)綜合分析顯式動力學(xué)分析利用顯式算法處理高度非線性或接觸問題，實現(xiàn)快速瞬態(tài)分析。瞬態(tài)響應(yīng)譜分析將瞬態(tài)載荷轉(zhuǎn)換為響應(yīng)譜，通過模態(tài)疊加法得到結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)響應(yīng)。直接積分法采用逐步積分方法求解結(jié)構(gòu)在瞬態(tài)載荷作用下的動力響應(yīng)，如Newmark法、Wilson-θ法等。瞬態(tài)結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析06ANSYS結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析應(yīng)用與拓展預(yù)測機械系統(tǒng)在特定激勵下的振動響應(yīng)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計以減少振動。振動分析評估機械結(jié)構(gòu)在循環(huán)載荷作用下的疲勞壽命，指導(dǎo)結(jié)構(gòu)改進。疲勞分析模擬機械部件之間的碰撞過程，分析結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)和損傷情況。碰撞分析在機械工程中的應(yīng)用飛行器結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析預(yù)測飛行器在飛行過程中的動態(tài)響應(yīng)，確保結(jié)構(gòu)安全性。推進系統(tǒng)振動分析分析推進系統(tǒng)引起的振動對飛行器結(jié)構(gòu)的影響，提出減振措施。航天器發(fā)射與著陸分析模擬航天器發(fā)射和著陸過程中的沖擊和振動，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計。在航空航天工程中的應(yīng)用地震工程分析模擬地震對建筑結(jié)構(gòu)的影響，評估結(jié)構(gòu)的抗震性能。橋梁動力學(xué)分析分析橋梁在車輛、風(fēng)、地震等荷載作用下的動態(tài)響應(yīng)，確保橋梁安全。風(fēng)工程分析預(yù)測建筑物在風(fēng)荷載作用下的動態(tài)響應(yīng)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計。在土木工程中的應(yīng)用生物醫(yī)學(xué)工程在其他領(lǐng)域