有限元谐响应分析.docx
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有限元谐响应分析.docx
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有限元谐响应分析
谐响应分析实例
如下图所示,弹簧质量系统受力示意1图,载荷F(t)随时间变化如图2所示,起频率变化范围为0到9Hz。
弹簧的刚度系数k1=k2=k3=300N/m,质量块M1=M2=1kg,F0=300N。
求系统的位移频率响应。
图1图2
操作过程
1.定义工作文件名和工作标题
(1)定义工作文件名。
GUI:
UtilityMenu》File》ChangeJobname。
弹出下图对话框,在此出现的对话框输入“xie111”,并将“Newlonganderrorfile”复选框选为“yes”,单击【ok】按钮。
图1定义工作文件名
(2)定义工作标题。
GUI:
UtilityMenu》File》ChangeTitle命令。
在出现的对话框中输入“xie666”,单击【ok】按钮,如下图。
图2定义工作标题
2.定义单元格
GUI:
MainMenu》Preprocessor》ElementsType》Add/Edit/Delete
在弹出的对话框,单击add按钮,弹出对话框,选择左边滚动窗口中的“Combination”,从而选择右边滚动窗口中的“Spring-damper14”,“Elementtypereferencenumber”采用默认1.如图所示单击apply按钮。
在左边滚动栏中继续选择“Structural”及其下的“Mass”,在右边选择“3Dmass21”如图所示。
图3单元定义对话框
图4单元设置对话框
3.定义实常数
GUI:
MainMenu》Preprocessor》RealConstant》Add/Edit/Delete。
弹出RealConstant对话框,单击Add按钮,弹出ElementTypeforRealConstant对话框,选择“Type1COMBIN14”单击ok,弹出对话框,设置单元实常数为1,按ok按钮关闭对话框。
单击RealConstants对话框的Add按钮,弹出ElementTypeforRealConstant对话框,选择列表中的“Type2MASS21”单击ok按钮,弹出如图对话框,设置单元实常数为2。
单击ok按钮,然后关闭对话框。
图5定义单元实常数1对话框
图6定义单元实常数2对话框
4.创建有限元模型
(1)创建节点
GUI:
MainMenu》Preprocessor》Modeling》Create》Nodes》InActiveCS
弹出对话框,在NODENodenumber中输入1.在X,Y,ZLocationinactiveCS中依次输入0,0,0;单击ok按钮。
按照上述方法,依次生成节点4(1,0,0)。
图7节点4的创建
(2)插入新节点
GUI:
MainMenu》Preprocessor》Modeling》Create》Nodes》FillbetweenNds,弹出对话框,在输入栏输入“1,4”单击ok按钮弹出一个对话框,如图设置,单击ok按钮。
图8在节点1与4插入节点对话框
(3)创建单元
GUI:
MainMenu》Preprocessor》Modeling》Create》Elements》AutoNumbered》ThruNode
弹出拾取对话框,在屏幕上拾取1,2两个节点,单击Apply,同理拾取2,3节点,3,4节点,单击ok按钮。
图9直线生成
(4)设置单元格属性
GUI:
MainMenu》Preprocessor》Modeling》Create》Elements》ElemAttribute
弹出对话框,在对话框中选择“2MASS21”,在“Realconstantsetnumber”选择2,其他默认,单击ok按钮。
图10单元属性对话框设置
(5)创建质量单元
GUI:
MainMenu》Preprocessor》Modeling》Create》Elements》Autonumbered》ThruNodes。
弹出对话框,分别拾取点2,单击Apply,拾取3点,单击ok按钮,单击工具栏的SAVE-DB按钮。
5.加载求解
(1).GUI:
MainMenu》Solution》AnalysisType》NewAnalysis
在弹出对话框中选取“Harmonic”,单击ok按钮。
(2).GUI:
MainMenu》Solution》AnalysisType》AnalysisOptions
弹出对话框,按下图进行设置。
接着弹出对话框,单击OK按钮接受默认选项。
图11谐响应分析对话框设置
图12完全谐响应分析对话框设置
(3).设置输出选项
GUI:
MainMenu》Solution》LoadStepOpts》OuputCtrls》SoluPrintout
弹出对话框,选中“Lastsubstep”单击ok按钮。
如下图。
图13求解输出控制对话框设置
(4).设置时间子步选择
GUI:
MainMenu》Solution》LoadStepOpts》Time/Frequence》FreqandSubsteps。
弹出对话框,按照下图填写。
图14时间子步选项设置
(5).施加边界条件
GUI:
MainMenu》Solution》DefineLoads》Apply》Structural》Displacement》OnNode。
弹出拾取对话框,单击pickAll选择“UY”,单击ok按钮,关闭对话框。
图15所有节点上施加X方向的约束
(6).GUI:
MainMenu》Solution》DefineLoads》Apply》Structural》Displacement》OnNode。
弹出对话框拾取节点1,4,单击ok按钮,按下图设置。
图16在节点1,4上施加X方向的约束
(7)施加载荷
GUI:
MainMenu》Solution》DefineLoads》Apply》Structural》Displacement》OnNode。
弹出拾取对话框,在输入栏输入2,单击ok按钮,弹出图形,安下图进行设置。
图17在节点2上设置集中载荷
(8)谐响应分析求解。
GUI:
MainMenu》Solution》Solve》CurrentLS
求解结束弹出Solutionisdone,关闭对话框。
图18
6.观察时间历程几处理结果
(1)GUI:
MainMenu》Solution》AnalysisType》NewAnalysis
在弹出对话框中选取“Harmonic”,单击ok按钮。
(2)定义时域变量
GUI:
MainMenu》TimeHistPostpro》DefineVariables
在弹出的对话框中单击Add按钮,按照下图配置。
,设置2和3节点的时间历程后处理变量。
定义完毕后,单击close按钮。
图19添加时间历程后处理变量
图20定义节点2的时间历程后处理变量
图21定义节点3的时间历程后处理变量
图22定义时间历程变量对话框
图23时间历程变量图形显示设置
(3)绘制变量图
GUI:
MainMenu》TimeHistPostpro》GraphVariables
弹出对话框,按图示进行设置,单击ok按钮,显示位移-频率响应曲线。
图24位移-频率响应曲线
7.保存结果
GUI:
【UtilityMenu】/【File】/【SaveasJobname.db】。
命令流
/BATCH
/COM,ANSYSRELEASE15.0UP2013101412:
35:
0211/27/2016
/TITLE,xie666
/PREP7
!
*
ET,1,COMBIN14
!
*
ET,2,MASS21
!
*
R,1,300,0.1,,,,,
RMORE,,
!
*
!
*
R,2,1,,,,,,
!
*
/REPLOT,RESIZE
N,1,0,0,0,,,,
N,4,1,0,0,,,,
!
*
FILL,1,4,2,,,1,1,1,
!
*
FLST,2,2,1
FITEM,2,1
FITEM,2,2
E,P51X
FLST,2,2,1
FITEM,2,2
FITEM,2,3
E,P51X
FLST,2,2,1
FITEM,2,3
FITEM,2,4
E,P51X
SAVE
TYPE,2
MAT,
REAL,2
ESYS,0
SECNUM,
TSHAP,LINE
!
*
E,2
E,3
SAVE
FINISH
/SOL
!
*
ANTYPE,3
!
*
!
*
HROPT,FULL
HROUT,OFF
LUMPM,0
!
*
EQSLV,,1e-008,
PSTRES,0
!
*
!
*
OUTPR,BASIC,LAST,
HARFRQ,0,9,
NSUBST,,
KBC,1
!
*
FLST,2,4,1,ORDE,2
FITEM,2,1
FITEM,2,-4
!
*
/GO
D,P51X,,,,,,UY,,,,,
FLST,2,2,1,ORDE,2
FITEM,2,1
FITEM,2,4
!
*
/GO
D,P51X,,,,,,UX,,,,,
FLST,2,1,1,ORDE,1
FITEM,2,2
!
*
/GO
F,P51X,FX,300,
/STATUS,SOLU
SOLVE
RESUME,'xie111','dbb','.'
RESUME,'xie111','db','.'
/INPUT,'WebpageIcons','db','.'
FINISH
!
/EXIT,MODEL
/BATCH
/COM,ANSYSRELEASE15.0UP2013101413:
31:
0411/27/2016
/TITLE,xie666
/REPLOT,RESIZE
/PREP7
!
*
ET,1,COMBIN14
!
*
ET,2,MASS21
!
*
R,1,300,0.1,,,,,
RMORE,,
!
*
!
*
R,2,1,,,,,,
!
*
N,1,0,0,0,,,,
N,4,1,0,0,,,,
!
*
FILL,1,4,2,,,1,1,1,
!
*
FLST,2,2,1
FITEM,2,1
FITEM,2,2
E,P51X
FLST,2,2,1
FITEM,2,2
FITEM,2,3
E,P51X
FLST,2,2,1
FITEM,2,3
FITEM,2,4
E,P51X
TYPE,2
MAT,
REAL,2
ESYS,0
SECNUM,
TSHAP,LINE
!
*
E,2
E,3
FINISH
/SOL
!
*
ANTYPE,3
!
*
!
*
HROPT,FULL
HROUT,OFF
LUMPM,0
!
*
EQSLV,,1e-008,
PSTRES,0
!
*
!
*
OUTPR,BASIC,LAST,
HARFRQ,0,9,
NSUBST,30,
KBC,1
!
*
FLST,2,4,1,ORDE,2
FITEM,2,1
FITEM,2,-4
!
*
/GO
D,P51X,,,,,,UY,,,,,
FLST,2,2,1,ORDE,2
FITEM,2,1
FITEM,2,4
!
*
/GO
D,P51X,,,,,,UX,,,,,
FLST,2,1,1,ORDE,1
FITEM,2,2
!
*
/GO
F,P51X,FX,300,
/STATUS,SOLU
SOLVE
!
*
!
*
!
*
FINISH
/SOLUTION
ANTYPE,3
!
*
FINISH
/POST26
FILE,'xie111','rst','.'
/UI,COLL,1
NUMVAR,200
SOLU,191,NCMIT
STORE,MERGE
PLCPLX,0
PRCPLX,1
FILLDATA,191,,,,1,1
REALVAR,191,191
NUMVAR,200
PLCPLX,0
PRCPLX,1
FILLDATA,191,,,,1,1
REALVAR,191,191
!
*
!
*
!
*
NSOL,2,2,U,X,2UX
!
*
!
*
!
*
NSOL,3,3,U,X,3UX
!
*
NUMVAR,200
PLCPLX,0
PRCPLX,1
FILLDATA,191,,,,1,1
REALVAR,191,191
PLVAR,2,3,,,,,,,,,
SAVE
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- 有限元 响应 分析