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ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例  

2010-09-29 07:39:17|  分类: ANSYS 动力分析 |  标签: |举报 |字号 订阅

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模态叠加方法 实例 塔科马窄桥问题详解

    目标
?      - 得到使用模态叠加法执行典型动力分析的主要步骤。
?      - 塔科马窄桥 (Tacoma Narrows bridge),又称  Galloping Gertie,由于它在 1940 年的突然垮塌而闻名于世。本例中,我们将考察该桥的一个模型并计算它的自然频率和模态形状。然后将通过模态叠加法谐波分析来模拟导致该桥垮塌的风暴载荷和涡流。
?
      - 与介绍性例题不同,本例题将详细介绍各个操作步骤。
 
    操作指南:
    首先进行模态分析:
    1.  从常用的工作目录进入 ANSYS 。
    2.  读入文件 gallop.inp 创建桥梁模型。
        Utility Menu > File > Read Input from…  选择 gallop.inp
    将对该桥创建模型和执行一个有预应力的静力分析: 
              ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
     约束和压力载荷如图:
              ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
  
3.   3.  下一步是执行一个模态分析。
     进入 Solution,修改分析类型为 Modal:
       Solution > New Analysis…  选择 Modal。
              ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
  
  4. 设置如下分析选项:
      Solution > Analysis Options...
接受默认值 (Block Lanczos)。
抽取 10 个模态。
扩展 10 个模态。
计算单元结果。
包含预应力选项,然后 OK。
              ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
  
  5.  在下一个对话框中 – 设置频率范围和模态规范化方法,接受默认值。
 
  6. 求解:
       Solution > Solve > Current LS
              ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
  7.  绘制前几个模态形状:
        General Postproc > First Set
        General Postproc > Plot Results > Nodal Solution ...
              ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
  以下进行谐波分析:
8.    再次进入 Solution,选择 harmonic analysis:
        Solution > New Analysis…
              ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
    9. 设置如下分析选项:
          Solution > Analysis Options...
    - 选择 Mode superposition solution method
    - 对所有其它选项使用默认值:
              ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
对后续对话框所有选项使用默认值:
              ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
    10. 设置频率和子步选项:
              Solution > Time/Frequenc > Freq and Substeps...
        设置:Harmonic frequency range = 0 to 0.4
    Number of substeps = 40
              Stepped boundary conditions
               ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
11.     设置 constant damping ratio = 0.01:
             Solution > Time/Frequenc > Damping…
               ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
    12. 对于模态叠加,施加一个载荷矢量 (load vector),放大因子 100:
              Solution > Apply > Load Vector > For Mode Super…
         (关闭警告信息窗口)
                ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
   13. 求解:
       Solution > Solve > Current LS
              ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
    14.  创建一个代表中心节点的标量参数:
           ncen = node(0,0,0)    (得到 ncen = 1)
              ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
     15. 进入 POST26 (TimeHist Postproc),变量阅读器将自动启动:
               ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
        点击 File > Open Results,选择 gallop.rfrq 作为结果文件,然后点击 [Open]
               ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
      在随后的数据库选择对话框中,选择 gallop.db 作为 ANSYS 数据库,然后点击 [Open]
                ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
    16.  点击变量阅读器左上角的 + 号,定义一个变量,包含中心节点的位移 UZ
                ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
    b.  OK 后,在拾取对话框中输入节点号 1 并按 OK
                 ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
b.
在变量阅读器中显示新变量 2,名为 UZ_2。然后点击 File -> Close 退出变量阅读器:
                 ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
    17. 绘制变量 2 的图形:  TimeHist Postpro > Graph Variables…  在顶部域中输入 2:
                 ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
    绘制变量 2 的图形:
                  ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
    19. 读入文件 gallop_more.inp
                  ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
    20.  进入 POST1,读取 load step 1 substep 7 的实部结果:
                  ANSYS 动力分析 (21) - 模态叠加方法 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
      绘制 0.07 Hz,实部的变形形状和应力云图:
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      对于虚部重复这一操作:
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