Hypermesh与Nastran模态分析详细教程.docx
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Hypermesh与Nastran模态分析详细教程
Hypermesh&Nastran模态分析教程
摘要:
本文将采用一个简单外伸梁的例子来讲述Hypemesh与Nastran联合仿真进行模态分析的全过程。
教程内容:
1.打开”Hypermesh14.0”进入操作界面,在弹出的对话框上勾选‘nastran’模块,点‘ok’,如图1.1所示。
图1.1-hypermesh主界面
2.梁结构网格模型的创建
●在主界面左侧模型树空白处右击选择‘Creat’–‘Component’,重命名为‘BEAM’,然后创建尺寸为100*10*5mm3的梁结构网格模型。
(一开始选择了Nastran后,单位制默认为N,ton,MPa,mm.)。
本例子网格尺寸大小为2.5*2.5*2.5mm3,如图2.1所示:
图2.1-梁结构网格模型
3.定义网格模型材料属性
●在主界面左侧模型树空白处右击选择‘Creat’–‘Material’,如图3.1所示:
图3.1-材料创建
●在模型树内Material下将出现新建的材料‘Material1’,将其重命名为’BEAM’。
点击‘BEAM’,将会出现材料参数设置对话框。
本例子采用铁作为梁结构材料,对于模态分析,我们只需要设定材料弹性模量,泊松比,密度即可。
故在参数设置对话框内填入一下数据:
弹性模量E
泊松比NU
密度RHO
206800MPa
0.3
7.85e-9ton/m3
完整的材料参数设置如图3.2所示:
图3.2-Material材料参数设置
●同理,按同样方式在主界面左侧模型树空白处右击选择‘Creat’–‘Property’,模型树上Property下将出现新建的‘Property1’,同样将其重命名为‘BEAM’,点击Property下的‘BEAM’出现如图所示属性参数设置对话框。
由于本例子使用的单元为三维体单元,因此点击对话框的‘cardimage’选择‘PSOLID’,点击对话框内的Material选项,选择上一步我们设置好的材料‘BEAM’,完整的设置如图3.3所示:
图3.3-Property属性设置
●最后,点击之前创建的在Component下的‘BEAM’模型,将出现以下对话框(图3.4),把Property和Material都选上对应的‘BEAM’,完成网格模型材料属性的定义。
图3.4-定义材料属性
4.建立边界条件(SPC约束)
●本例子分析外伸梁模态,故把梁一端固定,通过点击主界面下面‘Analysis’,按钮,然后点击‘Analysis’上的‘Constraints’(如图4.1所示)
图4.1-Analysis界面
●之后会出现如图4.2的对话框,点击对话框上的‘loadtype=’选择‘SPC’,把dof1~dof6所有选择打上勾,表示约束节点6个自由度,点击对话框上‘nodes’,然后从模型上选择梁结构的一端,然后再点击‘creat’,模型上出现三角形符号表示完成约束的定义(如图4.3),且在模型树上将会出现新建的‘LoadCollector’,在‘LoadCollector’下有一个名为auto1的载荷,该载荷里面包含的就是刚刚创建的SPC,把auto1重命名为‘SPC’。
图4.2-SPC对话框
图4.3-约束定义
5.模态分析工况设置
●同样在主界面左侧模型树空白处右击选择‘Creat’–‘LoadCollector’,模型树‘LoadCollector’下将出现新建的‘loadcol1’,重命名为‘EIGRL’,右键EIGRL选择‘makecurrent’,表示将该层设为当前层,下面新建的工况都会被放入到该层里面。
●点击上一步建立的‘EIGRL’,在图示5.1中的CardImage选择EIGRL,对话框内V1表示需要求解的起始频率值,V2表示需要求解频率的最大值,ND为求解阶数。
V1,V2与ND为两种不同的定义方法。
本例子求解模型前10阶模态,在ND项输入10,如下所示:
图5.1-EIGRL参数设置
6.载荷步设置
●在模型树空白处右键‘Creat’-‘LoadStep’,重命名为‘MODES’,点击‘MODES’,在对话框里的Analysistype里选择‘Normalmodes’,SPC选择上面建立的边界约束‘SPC’,METHOD(STRUCTURE)选择上面建立的模态分析工况‘EIGRL’.完整设置如图6.1所示:
图6.1-载荷步设置
7.控制卡设置
●点击图4.1上的‘ControlCard’,出现图7.1所示界面:
图7.1-ControlCard界面
●点击图7.1中的SOL,在对话框上‘Analysis’上选择‘NormalModes’,表示求解方法为正则模态求解方法,如图7.2所示,然后return返回;
图7.2-SOL
●点击图7.1中PARAM,进入界面选择勾选AUTOSPC,COUPMASS,POST三个选项,并按图7.3所示设置,点击return返回。
图7.3-PARAM
●点击图7.1中的GLOBAL_OUTPUT-REQUEST,定义需要输出的数据,本例输出位移数据与应变能数据,故选择DISPLACEMENT与ESE。
详细设置如图7.4所示:
图7.1-GLOBAL_OUTPUT-REQUEST
8.完成所有设置后,模型树出现的所有选项如图8.1所示:
图8.1-完整模型树
9.把模型导出格式为BDF的计算文件,提交给NASTRAN计算。
10.使用Hyperview打开NASTRAN计算结果OP2文件,查看计算模型的模态振型,前4阶模态振型云图如下所示,对应的频率如表10.1所示:
图10.1-振型云图
振型1频率
振型2频率
振型3频率
振型4频率
418.1Hz
829.9Hz
2569Hz
4934Hz
表10.1-前4阶频率表
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