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Simwe ANSYS 动力分析公开课,网友提出的问题与回答 (2)  

2012-06-06 07:52:11|  分类: 问与答 |  标签: |举报 |字号 订阅

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问题 2. 在  ansys 中如何施加水平制动加速度 比如 x 向 施加 -0.4g 的加速度?向心加速度如何施加?

 

回答:施加加速度载荷的菜单路径是:

      Main Menu > Preprocessor > Loads > Define Loads > Apply >

        Structural > Inertia > Gravity > Global

或 

     Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural >

        Inertia > Gravity > Global

GUI 方式为:

                  Simwe ANSYS 动力分析公开课,网友提出的问题与回答 (2) - htbbzzg - htbbzzg的博客

           Simwe ANSYS 动力分析公开课,网友提出的问题与回答 (2) - htbbzzg - htbbzzg的博客

 向心加速度可以通过施加角速度的办法来实现。假定向心加速度值为 Ac,根据向心加速度的公式:

    Ac = ω^2 * R

可以反推出相应的角速度为:

    ω = sqrt(Ac / R)

施加角速度的菜单路径与施加加速度的菜单路径类似:

      Main Menu > Preprocessor > Loads > Define Loads > Apply >

        Structural > Inertia > Angular Veloc > Global

     Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural >

      Inertia > Angular Veloc > Global

 

 

问题 3.  ansys 模态分析能否得出阻尼比呢?还是说各阶阻尼比只能通过模态实验来获得?­

回答:

阻尼比是结构 (特别是材料) 本身的特性,如果不知道结构本身的阻尼比,那么通过 ANSYS 模态分析也不可能得到结构的阻尼比。通常需要试验确定。

但是,如果已知结构的阻尼比或材料的损耗因子,那么可以通过 ANSYS 的模态分析来得到各阶频率的模态阻尼比。这方面已经有人提出了多种解决办法,比如模态应变能法 (Moda一StrainEnergyMethod),需要的话,可以到网络上去搜索一下具体的做法。 

 

问题 4.  模态分析中的位移有什么实际的意义吗­

 

回答:

模态分析中的位移 (振型) 主要可以让我们了解该阶振型的形状,还可以显示模态的应力分布,使我们了解哪些部位的变形较大或是应力较大,但是它们的数值并没有实际的意义。

之所以这样,是因为振型的数值并不是固定的值。所谓振型,是在无外力作用和无阻尼情况下,动力方程的解。假设该方程的解可以写成如下形式:

    {u} = {u0} sin(ωt)

则动力方程可以简化为:

    [K] {u0} – ω2[M] {u0} = 0

这是一个特征值方程,不必求解就可以看到,假如某个矢量 (特征向量)  {u0} 满足这一方程,且与某个特征值相对应,那么将该矢量乘以任意非零常数,仍可以满足该方程,且对应同一个特征值,即应该是同一个特征值向量。就是说,对应某个特征值的特征向量可以有无穷多个,它们的数值是不确定的,但是它们的形状又是相似的,即同一个特征向量中的各个数值的比例关系是一定的。因此,特征向量的数值本身没有实际意义,但是它们的形状还是有意义的。

 

 问题 5.  做了结构稳态分析后,做预应力模态分析时,要注意什么参数的设置­

 

回答:

主要是在结构稳态 (静力) 分析和模态分析时都要打开预应力选项,此外,不能设置非线性参数。 

 

问题 6.  我在对一发动机机体进行模态分析后前几阶频率是0是怎么回事 啊?

 感觉不大对呃,有网友说不用看前几阶的频率,还有说是由于有刚体位移~~~不是很懂啊 ,都加了约束了­。

 

回答:

出现零频率说明你的模型约束不够。一般情况,一个独立的无约束结构应该有 6 个零频率,代表 6 个自由度方向的刚体运动。而由多个零件组成的复杂结构,视其内部连接情况,可能会有多于 6 个刚体自由度,即可能出现多于 6 个零频率。

出现零频率通常有两种情况:

(1)  模型整体缺乏约束,比如只对 5 个自由度施加了约束,则第 6 个自由度对应的频率为零。这种情况比较容易解决。

(2)  对模型整体的约束是够的,但是模型内部的连接不够,因而不能完全约束模型各个部分的刚体运动。

假设一个模型包含了 n 个零件,那么它就有 6*n 个刚体自由度,整体约束仅仅约束了 6 个刚体自由度,其余刚体自由度需要通过模型内部的连接 (link、combin 单元;节点耦合、约束方程、RBE3,等) 来消除,连接不够或连接不当都可能造成刚体自由度不能完全消除。

解决这个问题的办法,一是对模型进行深入分析,查找是否约束不够或连接有问题;其次是逐个查看与每个零频率对应的振型,可以把显示的比例因子设置大一些,以便看清楚发生刚体运动的部件。 

 

问题 7.  没有约束的话模态从几阶开始有意义啊­?前六阶是按照空间的六个自由度来的吗­?

 

回答:

对于单个实体的模型,没有约束的话,会有 6 个零频率 (刚体运动,模型内部没有相对变形),从第 7 阶模态开始的模态反映了结构振动时的变形情况;如果是多个零件组成的模型,没有约束且缺乏连接时,零频率会远多余 6 个。这时可以查看频率的上升情况,当某两个相邻的频率值有明显增加时,很可能就是所谓 “有意义” 的模态的开始。

不过,这 6 个零频率所对应的模态反映了模型在空间中的 6 个刚体运动,但是未必是按照 Ux, Uy, Uz, ROTx, ROTy, ROTz 的顺序排列的,而是与模型在 6 个方向的刚度和质量分布等因素有关。

判断是否刚体模态的另一个办法是查看模态应力。如果模态应力基本为零 (理论上,刚体模态的应力应该为零,实际情况会有很小的值),特别是如果整个模型的模态应力量级都很小,又没有明显变化的情况 (说明该模态的位移和应力是由数值计算误差造成的),那么该模态多数是个刚体模态。

  

问题 8.  请问老师怎么对试件进行8mm/600s、8mm/60s、8mm/6s、8mm/0.6s的位移加载,即使试件在 600s,60s , 6 s , 0.6 s,时间内的竖向位移是 8mm, 我用了瞬态分析这样定义的,

TIME, 6 !此处填 0.6,6,  60或者600,等等

但是算出来的结果几乎没有变化,这是为什么?应该怎么模拟这个动态的过程?­

 

回答:

经询问提问者并请他提供了详细模型,做了一些分析,答复如下:

由于这几个位移加载是独立进行,而不是顺序进行的,因此不存在多载荷步中修改位移约束条件的问题,每一种情况都可以执行,你的执行方式应该是对的。

至于改变了加载的时间终点而结果差不多,即看不出瞬态效应的问题,我对该模型做了一次模态分析,发现该模型的固有频率都在 4000 Hz 以上,这些固有频率远远高于载荷的 “频率”,粗略估计,即使以最短时间 0.6 秒算,载荷的频率也只有 2 Hz。根据振动理论和实践经验,当模型的固有频率远高于激励载荷的频率时,瞬态效应基本不起作用,这时可以用最大动力载荷作为静力载荷对模型进行分析,其结果与动力分析结果基本相同。由于该网友计算的几种情况都属于“模型的固有频率远高于载荷的频率”的情况,因而它们的计算结果都应该和静力计算结果差不多,当然相互之间就不会有很多差别了。

 

 

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