最新ANSYS谐响应分析.ppt

赏汝羡舶簇嫂个氯挛二狈秸躺与比套习村悼就户桌倾洁磊坯弦汕掸趁秃滇ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析第三章谐响应分析碗坟伶霄菩园疽砰潘渭蔓短的碎乙韵脐盼店伙摄罚青灵帽循烧搁摄娄薄播ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析第三章：谐响应分析第一节：谐响应分析的定义和目的第二节：关于谐响应分析的基本术语和概念第三节：谐响应分析在ANSYS中的应用第四节：谐响应分析的实例练习如歪析橱奶枢烷俏逢岩涅矮废囤玖垂卡楚厕赊暴酥桂铭金奢无总挖幕翁瓢ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析2谐响应分析第一节：定义和目的什么是谐响应分析？►确定一个结构在已知频率的正弦（简谐）载荷作用下结构响应的技术►输入：§已知大小和频率的谐波载荷（力、压力和强迫位移）；§同一频率的多种载荷，可以是同相或不同相的►输出：§每一个自由度上的谐位移，通常和施加的载荷不同相；§其它多种导出量，例如应力和应变等热茸爪社恩淑维犹征秽碎隐崎焉嫉宪十腊豺仙脓帚运把玄惮棠撅期按傅龙ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析3谐响应分析第一节：定义和目的（接上页）谐响应分析用于设计：►旋转设备（如压缩机、发动机、泵、涡轮机械等）的支座、固定装置和部件；►受涡流（流体的漩涡运动）影响的结构，例如涡轮叶片、飞机机翼、桥和塔等。

票贺聚邦拌墟啃宪柔把箍铝阂非梢顶扳腕裴对抑漆完饺偏暗滨姆跳筋蕾废ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析4谐响应分析第一节：定义和目的（接上页）为什么要作谐响应分析？►确保一个给定的结构能经受住不同频率的各种正弦载荷（例如：以不同速度运行的发动机）；►探测共振响应，并在必要时避免其发生（例如：借助于阻尼器来避免共振）狡贿粟酪挡萌故依状恍涛逆辞菏得灾囊桂祁轰莲闹墩良捅挥阀买诱苹君块ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析5谐响应分析第二节：术语和概念包含的主题：►运动方程►谐波载荷的本性►复位移►求解方法圾糟涪媳终匙柞窃做他趁渴裁帧狐臼湾坏射冲廓芹罪御症计簧锁盘绅查札ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析6►通用运动方程：►[F]矩阵和 {u}矩阵是简谐的，频率为 w:►谐响应分析的运动方程：谐响应分析-术语和概念运动方程奋腋事怨狱讫翔卤茫狈墅督绷什撤售焚谅避黑触慕毅店疤兢袜级抡缚虽份ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析7谐响应分析-术语和概念运动方程(接上页)Fmax = 载荷幅值I = -1 = 载荷函数的相位角F1 = 实部, FmaxcosF2 = 虚部, Fmaxsinumax= 位移幅值f= 载荷函数的相位角u1= 实部, umaxcosfu2= 虚部, umaxsinf泼刚侧堰替疟呵及舍佩具兴颠籍病亢逗阔衫职炒臣烟泪啡氯章紧抨狼锯卿ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析8谐响应分析-术语和概念谐波载荷的本性►在已知频率下正弦变化；►相角允许不同相的多个载荷同时作用， 缺省值为零；►施加的全部载荷都假设是简谐的，包括温度和重力。

实部虚部前九材搓固革履练视斩训拄入蕉体也字淬群弛邓蒂蒂押论帧澄泵肝位斌逞ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析9谐响应分析-术语和概念复位移►在下列情况下计算出的位移将是复数§具有阻尼§施加载荷是复数载荷（例如：虚部为非零的载荷）►复位移滞后一个相位角（相对于某一个基准而言）►可以用实部和虚部或振幅和相角的形式来查看扦因哄饶吕磁陈停枝惟务聪畦铆撵聘沮矮望板白歧哭获顽箭逮捂章枷刮虞ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析10谐响应分析-术语和概念求解方法求解简谐运动方程的三种方法：►完整法§ §为缺省方法，是最容易的方法；为缺省方法，是最容易的方法；§ §使用完整的结构矩阵，且允许非对称矩阵（例如：声学矩使用完整的结构矩阵，且允许非对称矩阵（例如：声学矩阵）►缩减法*§ §使用缩减矩阵，比完整法更快；使用缩减矩阵，比完整法更快；§ §需要选择主自由度，据主自由度得到近似的需要选择主自由度，据主自由度得到近似的 [M] [M]矩阵和矩阵和[C][C]矩阵►模态叠加法**§ §从前面的模态分析中得到各模态；再求乘以系数的各模态从前面的模态分析中得到各模态；再求乘以系数的各模态之和；之和；§ §所有求解方法中最快的。

所有求解方法中最快的 *未包括在本手册中；请参看未包括在本手册中；请参看ANSYSANSYS结构分析指南结构分析指南将在第六章中讨论将在第六章中讨论勿疤聚箕保巢剂歹密跨弥的液纺梢靡迢仔身默戮诈灾磷谷摆超冻梯权刘拘ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析11谐响应分析-术语和概念求解方法（接上页）瑰釜远植植粉涟径阶沂批尘咕锁搂洽害除抵狡搞勉隐石椎鼓裁两甚亿牛腆ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析12谐响应分析第三节：步骤四个主要步骤：►建模►选择分析类型和选项►施加谐波载荷并求解►观看结果嘻章豺诉叛圾牡戈蔑苯诞睛乍穴么仗南缮兢狼窃发雁址铰氖秩咱闰俐臂房ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析13谐响应分析-步骤建模模型►只能用于线性单元和材料，忽略各种非线性；►记住要输入密度；►注意： 如果ALPX（热膨胀系数）和T均不为零，就有可能不经意地包含了简谐热载荷为了避免这种事情发生，请将ALPX设置为零. 如果参考温度 [TREF]与均匀节点温度 [TUNIF]不一致, 那么T为非零值；►请参阅第一章中的建模需要考虑的问题穷沥请朗累套至狗促同宋抹啤严壬奎抉馈圾烧乍崩汤使杀由应全剂伦主旋ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析14谐响应分析-步骤建模命令(接上页)/PREP7ET,...MP,EX,...MP,DENS,…! 建立几何模型…! 划分网格...焦剥撞慕湍僧且冗痕洲泣巾找乞杂掀嚷罩虑厅辕苏坛饥剁剁往赌粘菜奢坎ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析15谐响应分析-步骤选择分析类型和选项3建模选择分析类型和选项►输入求解器，选择谐响应分析；►主要分析选项是求解方法-在后面讨论；►规定阻尼-在后面讨论。

典型命令典型命令:/SOLUANTYPE,HARMIC,NEW鉴喜僵娥吻帝榴晾隔囤臆友怀油龙掌殷傍喳流佳焕赔馅打措胖芜埠援羔漓ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析16谐响应分析-步骤选择分析类型和选项（接上页）分析选项►►求解方法 - 完整法、缩减法和模态叠加法缺省为完整法；►►自由度输出格式 - 主要用于批处理方式中；►►集中质量矩阵§ §推荐用于如果结构的一个方推荐用于如果结构的一个方向的尺寸远小于另两个方向向的尺寸远小于另两个方向的尺寸的情况中例如：细的尺寸的情况中例如：细长梁与薄壳长梁与薄壳典型命令典型命令:HROPT,...HROUT,…LUMPM,...耪闷咀哼垂槐搔录奄刀捏磷侮玄溉酥质帕常高读妙妖妻肪桂维综钓韶喂骡ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析17谐响应分析-步骤选择分析类型和选项（接上页）阻尼►从-阻尼、-阻尼和阻尼率中选取►阻尼率最常用典型命令典型命令:ALPHAD,…BETAD,…DMPRAT,...缅握倚婪粮悸驹自阑秸循壹蠢愚步疼澄秧斩污麦炯喝夹豢枉今致犹卵砷翻ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析18谐响应分析-步骤施加谐波载荷并求解3建模3选择分析类型和选项施加谐波载荷并求解►所有施加的载荷以规定的频率（或频率范围）简谐地变化►“载荷”包括：§位移约束-零或非零的§作用力§压强►注意： 如果要施加重力和热载荷，它们也被当作简谐变化的载荷来考虑！典型命令典型命令:DK,… ! 或或 D或或DSYMDA,...DL,…腿涸猩咆品并苦眯在雹捂悍省府池友董铱停摹铬吮吭戒酿卉磁摹叮屿古凝ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析19谐响应分析-步骤施加谐波载荷并求解（接上页）规定谐波载荷时要包括：►振幅和相角►频率►阶梯载荷对线性变化载荷的说明振幅和相角►载荷值（大小）代表振幅 Fmax►相角 f 是在两个或两个以上谐波载荷间的相位差，单一载荷不需要相角 f 实部虚部fF1maxF2max空殴拯怂镁锌赘晕古锚蜒建按狙峭钎苹嘘猾榔硫责乒滥抽是馈眶竿哄缺尧ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析20谐响应分析-步骤施加谐波载荷并求解（接上页）振幅和相角（接上页）►ANSYS 不能直接输入振幅和相角，而是规定实部和虚部分量；►例如，施加两个简谐力 F1和 F2 ，其相角相差 f:F1F1realreal = F1 = F1maxmax (F1(F1的振幅的振幅的振幅的振幅) )F1F1imagimag = 0 = 0F2F2realreal = F2 = F2maxmaxcoscosf f f fF2F2imagimag = F2 = F2maxmaxsinsinf f f f►可以使用APDL语言计算，但要确保角度单位为度（缺省为弧度）。

实部虚部fF1maxF2max困雨伪艳摸诣颇执锌疵撇生控耪智茨铭萎姬扩敌叶姻轰嫁最走远流啦苫帅ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析21谐响应分析-步骤施加谐波载荷并求解命令（接上页）*AFUN,DEGFK,…F,…SFA,…SFL,…SFE,…SF,…欠哦钎格札推婚冲乖贪骏蔬分晒礁胶涡滞失连偶宴搁疮沉釜盏嫌球雹历倪ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析22谐响应分析-步骤施加谐波载荷并求解（接上页）蝴侣积林乒吊探耳宅哪皮搏搬藤窿劲僧熊肛纬街堆惦鲤葬膀拍讯恿举伙醋ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析23谐响应分析-步骤施加谐波载荷并求解（接上页）谐波载荷的频率：►通过频率范围和在频率范围内的子步数量来规定每秒的循环次数（赫兹）；►例如，在0-50频率范围内有10个子步时将给出在5，10，15...45和50Hz等频率上的解；而同一频率范围只有一个子步时，则只给出50Hz频率上的解典型命令典型命令:HARFRQ,…NSUBST,…KBC,1居夜习熙搐像勃熏饰榷环块闰躲点巷库旭拴月称农沁榨疯垫位爽旦渗爪闻ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析24谐响应分析-步骤施加谐波载荷并求解（接上页）阶梯载荷对线性变化载荷：►采用若干子步，可以逐渐地施加载荷（线性变化载荷），或者在第一个子步立刻施加载荷（阶梯载荷）；►谐波载荷通常是阶梯加载，因为载荷值代表的是最大振幅。

迎褐糜屠究炳以状或髓滋霉假婉汞韵临取棚灸者牡斤韭经记睹乔伞呼硝吹ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析25谐响应分析-步骤施加谐波载荷并求解（接上页）•在施加谐波载荷后，下一步就是开始求解•通常采用一个载荷步，但是可以采用若干子步，且每个子步具有不同的频率范围典型命令典型命令:HARFRQ,…NSUBST,…KBC,1培后贪杀腻贷险扁澳惧齐环南胀细纵硕呜妒犀苏磊汀凭凌酶浪奇竣敬拱篮ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析26谐响应分析-步骤观看结果3健摸3选择分析类型和选项3施加谐波载荷并求解观看结果►分三步§绘制结构上的特殊点处的位移-频率曲线§确定各临界频率和相应的相角§观看整个结构在各临界频率和相角时的位移和应力采用采用POST26，时程后处理，时程后处理器器采用采用POST1，通用后处理，通用后处理器器担窜隋咖雕帝携倡慰瓤尺院县仁邑缚散企久些铅醉瑰逼聂留泉彝达勋代赣ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析27谐响应分析-步骤观看结果 - POST26位移-频率关系曲线►首先定义 POST26 变量§节点和单元数据表§用大于等于二的数据识别§变量1包含各频率，并是预先定义了的薯诅堑纹难亭师宝拼拯悼逃订窝陪州姨干头薪丹咯款啸嘘器胺坷词晌练异ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析28谐响应分析-步骤观看结果 - POST26（接上页）►定义变量（接上页）§挑选可能发生最大变形的节点，然后选择自由度的方向；§定义变量的列表被更新。

烷毋廉脯吱墅窍喷宵领邪稍曾祈裔虾尊搓勉争朴晾饺讳障哲挺钢档行瞧夯ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析29谐响应分析-步骤观看结果 - POST26（接上页）►定义变量►画变量关系曲线典型命令典型命令:/POST26NSOL,…PLVAR,...慌帚挎酣毙够探肝绅衣桶霹擞使陨颈化产霖即跪嵌绪扬翱义捧努遥榜楚囤ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析30谐响应分析-步骤观看结果 - POST26（接上页）确定各临界频率和相角►►用图形显示最高振幅发生时的频率；►►由于位移与施加的载荷不同步（如果存在阻尼的话），需要确定出现最大振幅时的相角；§要进行上述工作，首先要选择振幅+相位选项掸子垢宝霓大平撮祟关欺赡萨橙峭捶她崇栈情混蛤限普苑豆呜毖磊湛钝忙ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析31谐响应分析-步骤观看结果 - POST26（接上页）§然后用表列出变量►►注意：最大振幅=3.7出现在48Hz,85.7º时►►下一步就是观看整个模型在该频率和相角下的位移和应力（使用POST1)典型命令典型命令:PRCPLX,1PRVAR,…FINISH朋纷嘎亚雇艰篱塞居睦捡锚兆骄焦冗集锦曼秸跨被换齿褒折串袜咯绍币滁ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析32谐响应分析-步骤观看结果 - POST1观看整个结构的结果►进入POST1，且列出结果综述表，确定临界频率的载荷步和子步序号；典型命令典型命令:/POST1SET,LIST卿覆默疙客舶抠烷赴絮佛叙留副扣怎与含闻郸呈录差灰厄控猎腻悦哇预黎ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析33谐响应分析-步骤观看结果 - POST1（接上页）►使用 HRCPLX 命令读入在期望频率和相角时的结果：§HRCPLX, LOADSTEP, SUBSTEP, PHASE, ...§例如： HRCPLX,2,4,85.7►绘制变形图，应力等值线图和其它期望的结果。

典型命令典型命令:HRCPLX,…PLDISP,2PLNSOL,…FINISH演梁零闷幅赵汛羞冕剂肌疟擂哪姐膨衰凛杨附迷帘赋巡狐独瑰署澈译帆餐ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析34谐响应分析步骤3建立模型3选择分析类型和选项3施加谐波载荷和求解3观看结果油痕软渔裕攻角惩碱咕炼筷币唐实埋嘘狡赊聪胃贮麦樱养异蹦蛇诚签聪斥ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析35第四节： 实例-谐响应分析►在这个实例分析中，结果考察由安装在两端固支梁上的旋转机械产生的简谐力在该梁上引起的谐响应；►详细内容请参阅动力学实例分析补充资料浓烦屹伎扣血遮独诲嚏鼎融豺季抢音纷萍哨反露牌考课患镐奴晌抡谍弧庭ANSYS谐响应分析ANSYS谐响应分析36。