ANSYS模态分析实例!
姓名： 大 连 理 工 大 学学号： 课 程 名 称： 工程计算软件系统 试卷： 无 考试形式：大作业院系： 授课院（系）：工程力学系 第一题总分标准分100100得分 级 _ 班 一、综述题（共100分）用ansys软件建立如下模型，并进行静力与模态分析。静力分析要求贴出结构Mises应力及合成位移的云图。模态分析要求求出结构前三阶自振模态，贴出前三阶模态的振型图。并用文字简要叙述建模过程及思路。材料性质：弹性模量E=2.1E11Pa，泊松比v=0.3，密度为7800kg/m3边界条件：4个圆柱孔表面全部固定约束。荷载：半圆弧表面受均布压力荷载，大小为1.5e6 Pa。模型：图示尺寸均为毫米，4个圆孔半径均为150毫米。倒角半径均为250毫米荷载作用面50050020020001200R=10002500R=250R=15028005003500ANSYS建模实例分析1建模过程及思路使用前处理器：Preprocessor1分析制定方案材料性质：弹性模量E=2.1e5MPa，泊松比v=0.3，密度为7.8e-9T/mm3。边界条件：4个圆柱孔表面全部固定约束。单元：solid92。荷载：半圆弧表面受均布压力荷载，大小为1.5M Pa。模型：图示尺寸均为mm，4个圆孔半径均为150mm，倒角半径均为250mm。2定义单元类型与材料属性Main Menu: Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete>Select solid 92。Main Menu: Preprocessor>Material Props>Materials Models>填入EX、PREX、DENS。3创建基座模型：3500x2800x500Main Menu: Preprocessor>Modeling>Create>Create>Volumes>Block。4在基座上创建四方体：2500x2000x1200Main Menu: Preprocessor>Modeling>Create>Create>Volumes>Block。5在此四方体（2500x2000x1200）上创建一个圆柱体：R=1000移动工作平面：Utility Menu>Workplane>Offset WP by Increments。创建圆柱体：Main Menu: Preprocessor>Modeling>Create>Create>Volumes>Cylinder。6布尔运算生成半圆弧孔Main Menu:Preprocessor >Modeling Operate>Booleans Subtract。7在基座上创建圆柱体：R=150移动工作平面：Utility Menu>Workplane>Offset WP by Increments。创建圆柱体：Main Menu: Preprocessor>Modeling>Create>Create>Volumes>Cylinder。8复制圆柱体Main Menu: Preprocessor>Modeling>Copy。9布尔运算生成圆孔Main Menu:Preprocessor >Modeling>Operate>Booleans>Subtract。10创建倒角：R=250多种方式，可以先创建小四方体，再创建1/4圆柱体，最后进行Add操作！Main Menu:Preprocessor >Modeling>Operate>Booleans>Add。也可以使用Area Fillet操作创建倒角！Main Menu: Preprocessor>Modeling>Create>Create>Area>Area Fillet。11在倒角上创建圆柱体：R=150Main Menu: Preprocessor >Modeling>Create>Create>Volumes>Cylinder。12布尔运算生成圆孔Main Menu:Preprocessor >Modeling Operate>Booleans>Subtract。13镜像形成对称圆孔并粘接到一起Main Menu:Preprocessor >Modeling>Reflect。14粘接到一起形成完整实体Main Menu:Preprocessor >Modeling>Operate>Booleans>Glue。进行Add操作也可。15划分单元剖分网格Main Menu:Preprocessor >Meshing>Meshtool。16模型检查17存储模型附：建模方案多种多样，上述建模方式为整体建模，而另一种高效率建模方式：可以先建立一半模型，然后镜像形成完整模型。建模关键点：1. 注意Ansys中的单位制使用问题例如材料的实常数为：EX=2e11Pa，PRXY=0.3，DENS=7.8e3Kg/m3。那么上面的实常数在mm单位制（即模型尺寸单位为mm）下输入到Ansys时应为EX=2e5MPa，PRXY=0.3，DENS=7.8e-9T/mm3。 2. 注意Ansys中的布尔运算操作包括Add操作，Glue操作，Subtract等操作的使用。3. 注意Ansys中的坐标系的使用总体坐标系（Global CS），局部坐标系( Local CS )，工作平面坐标系( Working Plane CS )之间的关系及操作。有孔实体的网格模型2静力分析-结构Mises应力图使用求解器：Solution使用后处理器：General Postproc/TimeHist Postproc1选择分析类型Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analasis>Select Static。2施加边界条件：4个圆柱孔表面全部固定约束Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Strucural>Displacement>On Areas。3施加荷载：半圆弧表面受均布压力荷载，大小为1.5MPaMain Menu>Solution>Define Loads>Apply>Strucural>Pressure> On Areas。4执行求解Main Menu>Solution>Solve>Current LS。5查看Mises应力图Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour plot>Nodal Solu>von Mises stress。注：静力分析采用剖分网格的大小：100Mises应力云图3静力分析-合成位移云图5查看位移云图Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour plot>Nodal Solu>DOF Solution>Displacement vector sum。注：静力分析采用剖分网格的大小：100位移云图说明：静力分析（Static analysis）是结构分析的基础，目的是在静载荷作用下求出结构的应力分布，变形情况（刚度分析），失稳可能性及极限载荷。4模态分析-一阶模态求解器：Solution后处理器：General Postproc/TimeHist Postproc1选择分析类型Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analasis>Select Modal。2施加边界条件：4个圆柱孔表面全部固定约束Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Strucural>Displacement>On Areas。3分析设置Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analasis> Analasis Options。4执行求解Main Menu>Solution>Solve>Current LS。5查看Main Menu>General Postproc>Read Results>First Set。或者Main Menu>General Postproc>Read Results>By Pick。Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour plot>Nodal Solu>DOF Solution>Displacement vector sum。注：模态分析采用剖分网格的大小：150一阶模态5模态分析-二阶模态5查看Main Menu>General Postproc>Read Results>Next Set。或者Main Menu>General Postproc>Read Results>By Pick。Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour plot>Nodal Solu>DOF Solution>Displacement vector sum。注：模态分析采用剖分网格的大小：150二阶模态6模态分析-三阶模态 5查看Main Menu>General Postproc>Read Results>Next Set。或者Main Menu>General Postproc>Read Results>By Pick。Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour plot>Nodal Solu>DOF Solution>Displacement vector sum。注：模态分析采用剖分网格的大小：150三阶模态说明：模态分析（Modal analysis）是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。
