ANSYS經(jīng)典案例分析（詳細(xì)）范本

《ANSYS經(jīng)典案例分析（詳細(xì)）范本》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《ANSYS經(jīng)典案例分析（詳細(xì)）范本（101頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、ANSYS相關(guān)問題分析 作者:李洋洋 學(xué)號:2015030003 學(xué)院:機(jī)電學(xué)院 班級:2015級2班 專業(yè):工程力學(xué)目 錄第1章 二維靜力學(xué)分析1第2章 三維靜力學(xué)分析7第3章 材料非線性分析17第4章 模態(tài)分析24第5章 諧響應(yīng)分析37第6章 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析46第7章 三維建模163第8章 三維建模274第1章 二維靜力學(xué)問題分析 懸臂梁受力分析1.1分析問題有一工字梁,已知截面各尺寸為H=50mm,h=43mm,B=35mm,b=32mm,梁長度為L=1m,集中力P=1000N,鋼的彈性模量E=2e11,泊松比=0.3。1.2建立模型1.修改任務(wù)名和過濾界面1) 從實(shí)用菜單中選擇Util

2、ity Menu: FileChange Jobname 命令,將打開Change Jobname(修改文件名)對話框,如圖1-1所示。圖1-12) 在Enter new jobname(輸入新的文件名)文本框中輸入文字“ERWEIJINGLIXUEFENXI”,為本分析實(shí)例的數(shù)據(jù)庫文件名。3) 單擊Add.按鈕,完成文件名的修改。4) 從主菜單中選擇Utility Menu:Preference命令,將打開Preference of GUI Filtering(菜單過濾參數(shù)選擇)對話框,選中Structural復(fù)選框,單擊0K按鈕確定。2.定義單元類型1) 從主菜單中選擇Main Menu:

3、PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete 命令,將打開Element Type(單元類型)對話框。2) 單擊Add.按鈕,將打開Library of Element Type(單元類型庫),如圖1-2所示圖1-23) 在中選擇Beam 選項(xiàng),選擇實(shí)體單元類型。4) 在右邊的列表框中選擇“2 node 188”選項(xiàng),單擊OK按鈕。5) 返回到第1步打開的單元類型對話框如圖1-3所示。單擊Close按鈕,關(guān)閉單元類型對話框,結(jié)束單元類型的添加。 圖1-33.定義梁的橫截面1) 從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorSectionsBeamC

4、ommon Sections,彈出如圖1-4所示對話框。2) 選擇Sub-Type為I(橫截面形狀),在“W1”、“W2”、“W3”、“t1”、“t2”、“t3”文本框中分別輸入0.035、0.035、0.05、0.0035、0.0035、0.003,單擊OK按鈕。4.定義材料屬性考慮應(yīng)力分析中必須定義材料的彈性模量和泊松比,塑性問題中必須定義材料的應(yīng)力問題。步驟如下:1) 從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorMaterial PropsMateria Modle命令,將打開Define Material Modle Behavior(定義材料模型屬性)窗口,如圖1-5所

5、示。圖1-52) 依次單擊StructuralLinearElasticIsotropic展開材料屬性的樹形結(jié)構(gòu)。將打開1號材料的彈性模量EX和泊松比PRXY的定義對話框,如圖1-6所示。圖1-63) 在對話框的EX文本框中輸入彈性模量2e11,在PRXY文本框中輸入泊松比0.3。單擊OK按鈕,關(guān)閉對話框,完成對材料模型屬性的定義。5. 建立實(shí)體模型1) 創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)1 主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS,彈出如2-7圖所示對話框。圖1-72 在NPT文本框中輸入 1,在“X,Y,Z”文本框中輸入0,0,

6、0,單擊Apply按鈕。3 在NPT文本框中輸入 2,在“X,Y,Z”文本框中輸入1,0,0,單擊Apply按鈕。4 在NPT文本框中輸入 3,在“X,Y,Z”文本框中輸入0.5,0.5,0,單擊OK按鈕。2) 顯示關(guān)鍵點(diǎn)號 從應(yīng)用菜單中選擇Utility Menu: PlotctrlsNumbering,在所彈出對話框中,將Keypoint number(關(guān)鍵點(diǎn)號)和Line number(線號)打開,單擊OK按鈕。3) 創(chuàng)建直線從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingCreateLinesStraight Line,彈出拾取窗口,拾取關(guān)鍵點(diǎn)1和2,創(chuàng)建直線

7、,單擊OK按鈕。 6. 劃分單元1 從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorMeshingMesh Tool命令,彈出對話框如圖1-7所示。 圖1-82 選擇“Element Attributes”的下拉列表框中的Lines,單擊下拉列表框后面的“Set”按鈕,拾取直線,單擊OK按鈕。彈出對話框如圖1-8所示。圖1-83 選擇“Pick Orientation Keypoints”為Yes。單擊OK按鈕。彈出拾取窗口,選擇關(guān)鍵點(diǎn)3,單擊OK按鈕。4 單擊“Size Control”域中的“Line”后面的“Set”按鈕,拾取直線,單擊OK按鈕。彈出對話框如圖1-9所示。 圖1

8、-95 在NDIV文本框中輸入50,單擊OK按鈕。6 單擊mesh按鈕,彈出拾取窗口,拾取直線。單擊OK按鈕。1.3定義邊界條件并求解1. 施加約束1) 從主菜單中選擇Main Menu: SolutionDefine LoadsApply StructuralDisplacementon Keypoints 命令,打開面選擇對話框,要求選擇欲施加位移約束的面。1) 拾取關(guān)鍵點(diǎn)1,單擊OK按鈕。打開Apply U,Rot on KPS(在關(guān)鍵點(diǎn)上施加位移約束)對話框,如圖1-10所示。圖1-102) 選擇All DOF,單擊OK按鈕。2. 施加載荷1) 從主菜單中選擇Main Menu: So

9、lutionDefine LoadsApply StructuralForce/MomentOn Keypoints。打開選擇對話框。2) 拾取關(guān)鍵點(diǎn)2,單擊OK按鈕。打開在關(guān)鍵點(diǎn)處施加載荷對話框如圖1-11所示。圖1-113) 選“Lab”為FY,在“VALUE”文本框中輸入-1000,單擊OK按鈕。3. 求解結(jié)果從主菜單中選擇Main Menu: SolutionSolveCurrent LS命令,單擊 Solve Current Load Step對話框,單擊OK按鈕。求解結(jié)束即可查看結(jié)果。1.4查看結(jié)果1. 查看變形1) 從主菜單中選擇Main Menu: General Postpr

10、ocPlot ResultsDeformed Shape命令,打開 Plot Deformed Shape對話框,如圖1-12所示。圖1-122) 選中Def shape only(只顯示變形)單擊OK按鈕。得到結(jié)果如圖1-13所示。 圖1-13第二章 靜力學(xué)問題分析2.1分析問題 一內(nèi)六角螺栓扳手,橫截面是一個(gè)外接圓半徑為10mm的正六邊形,擰緊力F為600N,計(jì)算扳手?jǐn)Q緊時(shí)的應(yīng)力分布2.2建立模型1.修改任務(wù)名和過濾界面5) 從實(shí)用菜單中選擇Utility Menu: FileChange Jobname 命令,將打開Change Jobname(修改文件名)對話框,如圖2-1所示。圖2-

11、16) 在Enter new jobname(輸入新的文件名)文本框中輸入文字“jinglixuefenxi”,為本分析實(shí)例的數(shù)據(jù)庫文件名。7) 單擊Add.按鈕,完成文件名的修改。8) 從主菜單中選擇Utility Menu:Preference命令,將打開Preference of GUI Filtering(菜單過濾參數(shù)選擇)對話框,選中Structural復(fù)選框,單擊0K按鈕確定。2.定義單元類型6) 從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete 命令,將打開Element Type(單元類型)對話框。7) 單擊Add

12、.按鈕,將打開Library of Element Type(單元類型庫),如圖2-2所示圖2-28) 在中選擇Solid 選項(xiàng),選擇實(shí)體單元類型。9) 在右邊的列表框中選擇“Quad4 node 182”選項(xiàng)。10) 單擊Apply按鈕,再在右側(cè)列表中選擇“Brick 8 node 185”,單擊OK按鈕。并關(guān)閉單元類型對話框,同時(shí)返回到第1步打開的單元類型對話框如圖2-3所示。圖2-311) 單擊Close按鈕,關(guān)閉單元類型對話框,結(jié)束單元類型的添加。3. 定義實(shí)常數(shù)本實(shí)例中考慮的是軸對稱問題,不需要設(shè)置實(shí)常數(shù)。4. 定義材料屬性考慮應(yīng)力分析中必須定義材料的彈性模量和泊松比,塑性問題中必須

13、定義材料的應(yīng)力問題。步驟如下:4) 從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorMaterial PropsMateria Modle命令,將打開Define Material Modle Behavior(定義材料模型屬性)窗口,如圖2-4所示。 圖2-45) 依次單擊StructuralLinearElasticIsotropic展開材料屬性的樹形結(jié)構(gòu)。將打開1號材料的彈性模量EX和泊松比PRXY的定義對話框,如圖2-5所示。圖2-56) 在對話框的EX文本框中輸入彈性模量2e11,在PRXY文本框中輸入泊松比0.3。7) 單擊OK按鈕,關(guān)閉對話框,完成對材料模型屬性的定義。

14、5. 建立實(shí)體模型1) 創(chuàng)建一個(gè)正六邊形。1 主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingCreateAreasPolygonHexag2 在文本框中輸入X=0,Y=3,Radius=7.5,單擊OK,如圖2-6所示。圖2-62) 改變視點(diǎn)從應(yīng)用菜單中選擇Utility Menu: PlotctrlsPan Zoom Rotate,在所彈出的對話框中,依次單擊iso,Fit 按鈕。3) 顯示關(guān)鍵點(diǎn)號,線號從應(yīng)用菜單中選擇Utility Menu: PlotctrlsNumbering,在所彈出對話框中,將Keypoint number(關(guān)鍵點(diǎn)號)和Line numb

15、er(線號)打開,單擊OK按鈕。4) 創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)1 主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS,彈出如2-7圖所示對話框。圖2-72 在NPT文本框中輸入 7,在“X,Y,Z”文本框中輸入0,0,0,單擊Apply。3 在NPT文本框中輸入 8,在“X,Y,Z”文本框中輸入0,0,0.05,單擊Apply。4 在NPT文本框中輸入 9,在“X,Y,Z”文本框中輸入0,0.1,0.05,單擊OK。5) 創(chuàng)建直線 從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingCreateLinesStr

16、aight Line,彈出拾取窗口,分別拾取關(guān)鍵點(diǎn)7和8,8和9,創(chuàng)建兩條直線,單擊OK按鈕。6) 創(chuàng)建圓角1 從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingCreateLinesLine Fillet。2 彈出拾取對話框,分別拾取7和8,單擊OK按鈕,彈出如圖2-8所示對話框,圖2-83 在RAD文本框中輸入0.015,單擊OK按鈕。7) 創(chuàng)建直線從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingCreateLinesStraight Line,彈出拾取窗口,分別拾取關(guān)鍵點(diǎn)1和4,單擊OK按鈕。8) 將六邊形面劃分為兩部分1 主菜單中選擇M

17、ain Menu:PreprocessorModelingOperateBooleansDivideArea by Line2 拾取六邊形面,作為布爾分解操作的母體,點(diǎn)擊OK按鈕。3 拾取上一步在關(guān)鍵點(diǎn)1和4之間建立的直線,點(diǎn)擊OK按鈕。6. 對扳手劃分網(wǎng)格1) 劃分單元7 從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorMeshingMesh Tool命令,彈出對話框如圖2-9所示。 圖2-98 單擊“Size Control”域中的“Line”后面的“Set”按鈕,拾取直線2、3、4,單擊OK按鈕。彈出對話框如圖2-10所示。圖2-109 在NDIV文本框中輸入3,單擊Apply

18、按鈕,再拾取直線7、9、8單擊OK按鈕,刪除NDIV文本框中的3,在SIZE中輸入0.01,單擊OK按鈕。10 選擇單元形狀為“Quad”,選擇劃分方法為“Mapped”單擊mesh按鈕,拾取六邊形面。單擊OK按鈕。2) 顯示直線 從實(shí)用菜單中選擇Utility Menu: Plotlines。3) 由面沿直線生成體1 主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingOperateExtrudeAreasAlong Lines。2 在彈出的對話框中,拾取六邊形面的兩個(gè)部分,單擊OK按鈕。3 彈出拾取窗口后,依次拾取直線7、9、8,單擊OK按鈕。4) 清除面單元1 主菜單

19、中選擇Main Menu:PreprocessorMeshingClearAreas2 拾取Z=0的兩個(gè)平面,點(diǎn)擊OK按鈕。5) 顯示單元從實(shí)用菜單中選擇Utility Menu: PlotElements。2.3定義邊界條件并求解1. 施加約束3) 從主菜單中選擇Main Menu: SolutionDefine LoadsApply StructuralDisplacementon Areas 命令,打開面選擇對話框,要求選擇欲施加位移約束的面。2) 拾取Z=0的兩個(gè)平面即扳手的短臂端面,單擊OK按鈕。打開Apply U,Rot on Nodes(在節(jié)點(diǎn)上施加位移約束)對話框,如圖2-11

20、所示。圖2-114) 選擇All DOF,單擊OK按鈕。3. 施加載荷4) 從主菜單中選擇Main Menu: SolutionDefine LoadsApply StructuralForce/MomentOn Keypoints。打開選擇對話框。5) 拾取扳手長臂端面的六個(gè)頂點(diǎn),單擊OK按鈕。打開在關(guān)鍵點(diǎn)處施加載荷對話框如圖2-12所示。圖2-126) 選“Lab”為FX,在“VALUE”文本框中輸入100,單擊OK按鈕。4. 求解結(jié)果從主菜單中選擇Main Menu: SolutionSolveCurrent LS命令,單擊 Solve Current Load Step對話框,單擊OK

21、按鈕。求解結(jié)束即可查看結(jié)果。2.4查看結(jié)果2. 查看變形3) 從主菜單中選擇Main Menu: General PostprocPlot ResultsDeformed Shape命令,打開 Plot Deformed Shape對話框,如圖2-13所示。圖2-134) 選中Def+undef edge(變形與未變形的模型邊界)單擊OK按鈕。3. 查看應(yīng)力1) 從主菜單中選擇Main Menu: General PostprocPlot ResultsContour PlotNodal Solu命令,打開Contour Nodal Solution data(等值線顯示節(jié)點(diǎn)解數(shù)據(jù))對話框,如

22、圖2-14所示。圖2-142) 在Item to be contoured(等值線顯示結(jié)果項(xiàng))域中選擇Nodal SolutionStressVon Mises SEQV選項(xiàng)。單擊OK按鈕。4. 做切片圖1) 從應(yīng)用菜單中選擇Utility Menu: WorkPlaneOffset WP to Nodes,彈出拾取窗口,在窗口文本框中輸入文字159,單擊OK按鈕。2) 從應(yīng)用菜單中選擇Utility Menu: PlotctrlsStyleHidden Line Options 命令,打開Hidden-line Options對話框。如圖2-15所示。圖2-153) 選擇“/TYPE Typ

23、e of Plot”為Section,選擇“/CPLANE”為“Working plane”,單擊OK按鈕。獲得切片圖,如圖2-16所示。圖2-16第三章 非線性分析3.1分析問題 某構(gòu)建受力可以簡化如圖所示的模型,細(xì)長桿件承受壓力,兩端鉸支。當(dāng)桿件承受的壓力P超過臨街壓力P1j時(shí),桿件將喪失穩(wěn)定性,已知桿件的橫均為0.03m,桿的長度為2m,使用材料為Q235A支架材料參數(shù):模量E=21011Pa,泊松比PRXY=0.3,1.修改任務(wù)名和標(biāo)題9) 從實(shí)用菜單中選擇Utility Menu: FileChange Jobname 命令,將打開Change Jobname(修改文件名)對話框,如

24、圖3-1所示。圖3-110) 在Enter new jobname(輸入新的文件名)文本框中輸入文字“feixianxing”,為本分析實(shí)例的數(shù)據(jù)庫文件名。11) 單擊Add.按鈕,完成文件名的修改。2.定義單元類型12) 從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete 命令,將打開Element Type(單元類型)對話框。13) 單擊Add.按鈕,將打開Library of Element Type(單元類型庫),如圖3-2所示圖3-214) 在中選擇Beam選項(xiàng),選擇實(shí)體單元類型。15) 在右邊的列表框中選擇3 node

25、189選項(xiàng)。16) 單擊OK按鈕,完成單元添加,并關(guān)閉單元類型對話框,同時(shí)返回到第1步打開的單元類型對話框如圖3-3所示。 圖3-317) 單擊Close按鈕,關(guān)閉單元類型對話框,結(jié)束單元類型的添加。7. 定義材料屬性考慮應(yīng)力分析中必須定義材料的彈性模量和泊松比,塑性問題中必須定義材料的應(yīng)力問題。步驟如下:8) 從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorMaterial PropsMateria Modle命令,將打開Define Material Modle Behavior(定義材料模型屬性)窗口,如圖3-4所示。圖3-49) 依次單擊StructuralLinearEla

26、sticIsotropic展開材料屬性的樹形結(jié)構(gòu)。將打開1號材料的彈性模量EX和泊松比PRXY的定義對話框,如圖3-5所示。圖3-510) 在對話框的EX文本框中輸入彈性模量2E11,在PRXY文本框中輸入泊松比0.3。11) 單擊OK按鈕,關(guān)閉對話框,并返回到定義材料模型屬性的窗口,在此窗口的左邊一欄將出現(xiàn)剛剛定義的參考號為1的材料屬性。12) 在Define Material Modle Behavior窗口中,從菜單選擇MaterialExit命令,退出定義材料模型屬性窗口,完成對材料模型屬性的定義。4. 定義梁截面1 從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorSecti

27、onsBeamCommon Sections,2 彈出如圖3-6所示對話框。在ID文本框中輸入1,選擇Sub-Type為,(橫截面形狀),在B文本框中輸入0.03,在H文本框中輸入0.03,單擊OK按鈕。 圖3-68. 建立實(shí)體模型1) 創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)5 主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS,彈出如圖3-7所示對話框。圖3-76 在NPT文本框中輸入 1,在“X,Y,Z”文本框中輸入0,0,0,單擊Apply。7 在NPT文本框中輸入 2,在“X,Y,Z”文本框中輸入0,2,0,單擊OK。2) 創(chuàng)建直線 從主

28、菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingCreateLinesStraight Line,彈出拾取窗口,分別拾取關(guān)鍵點(diǎn)1和2,創(chuàng)建直線,單擊OK按鈕。 9. 劃分網(wǎng)格1) 從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorMeshingMesh Tool命令,打開Mesh Tool(網(wǎng)格工具)2) 單擊“Size Control”域中的“Line”后面的“Set”按鈕,拾取直線1,單擊OK按鈕。彈出對話框如圖3-8所示圖3-83) 在NDIV文本框中輸入10,單擊OK按鈕。4) 選擇Mesh域中的Lines,單擊Mesh,打開面選擇對話框,要求選擇要?jiǎng)澐值?/p>

29、線,單擊OK按鈕。5) 打開預(yù)應(yīng)力效果拾取菜單Main Menu: SolutionAnalysis Type Analysis Options,彈出“Static or Steady-State Analysis”對話框,在“SSTIF”對話框中選擇“Prestress ON”單擊OK按鈕。將預(yù)應(yīng)力開關(guān)打開。6) 顯示關(guān)鍵點(diǎn)號從應(yīng)用菜單中選擇Utility Menu: PlotctrlsNumbering,彈出對話框,將Keypoint number(關(guān)鍵點(diǎn)號)打開,單擊OK按鈕。7) 顯示線 從應(yīng)用菜單中選擇Utility Menu: PlotLines3.3定義邊界條件并求解1.施加位移

30、邊界3) 從主菜單中選擇Main Menu: SolutionDefine LoadsApply StructuralDisplacementon Keypoints命令,打開面選擇對話框,要求選擇欲施加位移約束的點(diǎn)。4) 選擇關(guān)鍵點(diǎn)1,單擊OK按鈕,打開Apply U,Rot on KPs(在點(diǎn)上施加位移約束)對話框,如圖3-9所示。圖3-95) 在Lab2列表中選擇UX/UY/UZ/ROTX/ROTY,單擊Apply按鈕,6) 選擇關(guān)鍵點(diǎn)2,單擊OK按鈕,打開Apply U,Rot on KPs(在點(diǎn)上施加位移約束)對話框,如圖3-9所示。7) 在Lab2列表中選擇UX/UZ/ROTX/R

31、OTY,單擊OK按鈕。2. 施加單位載荷7) 從主菜單中選擇Main Menu: SolutionDefine LoadsApply StructuralForce/MomentOn Keypoints。打開選擇對話框。8) 拾取關(guān)鍵點(diǎn)2,單擊OK按鈕,彈出如圖3-10所示對話框圖3-109) 選“Lab”為FY,在“VALUE”文本框中輸入-1,單擊OK按鈕。3.4求解并查看結(jié)果1. 求解 從主菜單中選擇Main Menu: SolutionSolveCurrent LS命令,單擊 Solve Current Load Step對話框,單擊OK按鈕。求解結(jié)束即可查看結(jié)果。2. 結(jié)束靜應(yīng)力分析

32、從主菜單中選擇Main Menu:Finish3. 指定分析類型1 拾取菜單Main Menu: SolutionAnalysis TypeNew Analysis,彈出對話框2 選擇“Type of Analysis”為“Eigen Bucking”,單擊OK按鈕4. 指定分析選項(xiàng)1 拾取菜單Main Menu: SolutionAnalysis Type Analysis Options,彈出如圖3-11所示對話框。圖3-112 在“NO.of modes to extract”文本中輸入1,單擊OK按鈕,彈出對話框點(diǎn)擊OK按鈕。4. 指定擴(kuò)展解1 拾取菜單Main Menu: Solut

33、ionload step OptsExpansionpassSingle ExpandExpand modes2 彈出如圖3-12所示對話框,在NMODE文本框中輸入1,單擊OK按鈕。圖3-125. 確定顯示輸出的內(nèi)容拾取菜單Main Menu: Solutionload step OptsOutput CtrlsSolu Printout彈出如圖3-13所示對話框,選擇下拉菜單Item為Nodal DOF solu,選中Every substep,點(diǎn)擊OK按鈕。圖3-136. 求解從主菜單中選擇Main Menu: SolutionSolveCurrent LS命令,單擊 Solve Cur

34、rent Load Step對話框,單擊OK按鈕。求解結(jié)束即可查看結(jié)果。7. 讀入第一個(gè)載荷步數(shù)據(jù)從主菜單中選擇Main Menu: General PostprocRead Resultsfirst set8. 顯示載荷系數(shù)和臨街載荷從主菜單中選擇Main Menu: General PostprocResult Summary,結(jié)果如圖所示9. 顯示結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定性變形。從主菜單中選擇Main Menu: General PostprocPlot ResultsDeformed Shape命令,打開 Plot Deformed Shape對話框,如圖3-14所示。圖3-14選中Def +un

35、def edge(變形和未變形的模型邊界)單擊OK按鈕。得到結(jié)果如圖所示。圖3-15第4章 模態(tài)分析實(shí)例 斜齒圓柱齒輪的固有頻率分析4.1分析問題 齒輪的工作狀態(tài)是變化的,即動(dòng)態(tài)的,由于結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性決定結(jié)構(gòu)對于各種動(dòng)力載荷的響應(yīng)情況,所以在準(zhǔn)備進(jìn)行其他動(dòng)力分析之前首先要進(jìn)行模態(tài)分析。齒輪標(biāo)準(zhǔn): 齒頂直徑:24mm 齒底直徑:20mm 齒數(shù):10 厚度:8mm 中間厚:3mm 彈性模量:2.06E11 密度:7.8e34.1建立模型1. 修改任務(wù)名和標(biāo)題 12) 從實(shí)用菜單中選擇Utility Menu: FileChange Jobname 命令,將打開Change Jobname(修改文件

36、名)對話框,如圖4-1所示。圖4-113) 在Enter new jobname(輸入新的文件名)文本框中輸入文字“motaifenxi_chilun”,為本分析實(shí)例的數(shù)據(jù)庫文件名。14) 單擊Add.按鈕,完成文件名的修改。15) 從實(shí)用菜單中選擇Utility Menu: FileChange Title 命令,將打開Change Title(修改標(biāo)題)對話框,如圖4-2所示。16) 在Enter new title(輸入新標(biāo)題)文本框中輸入文字“dynamic analysis of a gear”,為本分析實(shí)例的標(biāo)題名。17) 單擊OK按鈕,完成對標(biāo)題名的指定。18) 從實(shí)用菜單中選擇

37、Utility Menu:PlotReplot命令,指定的標(biāo)題“dynamic analysis of a gear”將顯示在圖形窗口的左下角。19) 從主菜單中選擇Utility Menu:Preference命令,將打開Preference of GUI Filtering(菜單過濾參數(shù)選擇)對話框,選中Structural復(fù)選框,單擊0K按鈕確定。2.定義單元類型本例選用二十節(jié)點(diǎn)體單元SOLID186。可用于計(jì)算分析該問題。 圖4-218) 從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete 命令,將打開Element Typ

38、e(單元類型)對話框。19) 單擊Add.按鈕,將打開Library of Element Type(單元類型庫),如圖4-3所示圖4-320) 在中選擇Solid 選項(xiàng),選擇實(shí)體單元類型。21) 在右邊的列表框中選擇20node186選項(xiàng),選擇二十節(jié)點(diǎn)三維單元SOLID186。22) 單擊OK按鈕,將SOLID186單元添加,并關(guān)閉單元類型對話框,同時(shí)返回到第1步打開的單元類型對話框如圖4-4所示。23) 單擊Close按鈕,關(guān)閉單元類型對話框,結(jié)束單元類型的添加。10. 定義實(shí)常數(shù)要實(shí)例中選用三維的SOLID186單元,不需要設(shè)置實(shí)常數(shù)。11. 定義材料屬性考慮慣性力的靜力分析中必須定義材

39、料的彈性模量和密度。步驟如下:13) 從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorMaterial PropsMateria Modle命令,將打開Define Material Modle Behavior(定義材料模型屬性)窗口,如圖4-5所示。圖4-514) 依次單擊StructuralLinearElasticIsotropic展開材料屬性的樹形結(jié)構(gòu)。將打開1號材料的彈性模量EX和泊松比PRXY的定義對話框,如圖4-6所示。圖4-615) 在對話框的EX文本框中輸入彈性模量2.06E11,在PRXY文本框中輸入泊松比0.3。16) 單擊OK按鈕,關(guān)閉對話框,并返回到定義材

40、料模型屬性的窗口,在此窗口的左邊一欄將出現(xiàn)剛剛定義的參考號為1的材料屬性。17) 依次單擊StructuralDensity,打開定義材料密度對話框,如圖4-7所示。圖4-718) 在DENS文本框中輸入密度數(shù)值7.8e3。19) 單擊OK,關(guān)閉對話框,返回到定義材料模型屬性窗口。20) 在Define Material Modle Behavior窗口中,從菜單選擇MaterialExit命令,退出定義材料模型屬性窗口,完成對材料模型屬性的定義。12. 建立實(shí)體模型1) 創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)8 主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingCreateKeypointsIn

41、Active CS,彈出如圖所示對話框。9 在NPT文本框中輸入1,在“X,Y,Z”文本框中輸入21.87e-3,0,0,單擊Apply。10 在NPT文本框中輸入2,在“X,Y,Z”文本框中輸入21.82e-3,1.13e-3,0,單擊Apply。11 在NPT文本框中輸入3,在“X,Y,Z”文本框中輸入24.02e-3,1.47e-3,0,單擊Apply。12 在NPT文本框中輸入4,在“X,Y,Z”文本框中輸入24.62e-3,1.73e-3,0,單擊Apply13 在NPT文本框中輸入5,在“X,Y,Z”文本框中輸入25.22e-3,2.08e-3,0,單擊Apply14 在NPT文本

42、框中輸入6,在“X,Y,Z”文本框中輸入25.82e-3,2.4e-3,0,單擊Apply15 在NPT文本框中輸入7,在“X,Y,Z”文本框中輸入26.92e-3,3.23e-3,0,單擊Apply16 在NPT文本框中輸入8,在“X,Y,Z”文本框中輸入27.11e-3,0,0,單擊OK。2) 創(chuàng)建樣條曲線主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingCreateLinesSplinesSpline thru KP 彈出拾取窗口,依次拾取關(guān)鍵點(diǎn)2、3、4、5、6、7,單擊OK按鈕。3) 鏡像樣條曲線主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModel

43、ingReflectLines,彈出拾取窗口,拾取樣條直線,單擊OK按鈕,彈出“Reflect Lines”對話框,選擇對稱平面“X-Z plane Y”單擊OK按鈕,結(jié)果如圖4-8所示。圖4-84) 顯示關(guān)鍵點(diǎn)號,線號從應(yīng)用菜單中選擇Utility Menu: PlotctrlsNumbering,在所彈出對話框中,將Keypoint number(關(guān)鍵點(diǎn)號)和Line number(線號)打開,單擊OK按鈕。5) 顯示關(guān)鍵點(diǎn)和線從應(yīng)用菜單中選擇Utility Menu: PlotMulti Plots。6) 創(chuàng)建圓弧1 主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelin

44、gCreateLinesArcsThrough 3 KPS2 彈出拾取窗口,依次拾取關(guān)鍵點(diǎn)2、9、1,單擊Apply按鈕,3 依次拾取關(guān)鍵點(diǎn)7、10、8,單擊OK按鈕。7) 創(chuàng)建端面齒槽面3 主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingCreateAreasArbitraryBy Lines4 彈出拾取窗口,依次拾取線1、4、2、3,單擊OK按鈕,結(jié)果如圖4-9所示。圖4-98) 激活全球坐標(biāo)系從應(yīng)用菜單中選擇Utility Menu: WorkPlaneChange Active CS toGlobal Cylindrical。9) 改變視點(diǎn)從應(yīng)用菜單中選擇Uti

45、lity Menu: PlotctrlsPan Zoom Rotate,在所彈出的對話框中,依次單擊iso,Fit 按鈕。10) 由面沿直線生成體1 主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingOperateExtrudeAreasBy XYZ Offset。彈出拾取窗口,如圖4-10所示。圖4-102 在“DX DY DZ”分別輸入0,8.412,0.02單擊OK按鈕,結(jié)果如圖4-11所示。11) 復(fù)制齒槽體1 主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingCopyVolumes,彈出拾取窗口,拾取齒槽體,單擊OK按鈕,彈出對話框如圖4-

46、12所示。圖4-122 在“ITIME”輸入24,在DY文本框中輸入360/24,單擊OK按鈕。12) 關(guān)閉關(guān)鍵點(diǎn)號,線號打開體號。從應(yīng)用菜單中選擇Utility Menu: PlotctrlsNumbering,在所彈出對話框中,將Keypoint number(關(guān)鍵點(diǎn)號)和Line number(線號)關(guān)閉,將Volume Numbers(體號)打開,單擊OK按鈕。13) 顯示體號從應(yīng)用菜單中選擇Utility Menu: PlotVolumes。14) 激活全局坐標(biāo)系從應(yīng)用菜單中選擇Utility Menu: WorkPlaneChange Active CS toGlobal Cart

47、esian。15) 創(chuàng)建齒頂圓柱體1 主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingCreateVolumesCylinderBy Dimension 彈出如圖4-13所示對話框。圖4-132 在RAD1文本框中輸入0.02637,在RAD2文本框中輸入0.02,單擊OK按鈕。16) 創(chuàng)建齒槽塊1 主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingCreateVolumesBlockBy Dimension 彈出如圖4-14所示對話框。圖4-142 在X1、X2,文本框中分別輸入-0.03、0.03,在Y1、Y2,文本框中分別輸入0、0.0128

48、在Z1、Z2,文本框中分別輸入0、0.02。單擊OK按鈕。17) 做布爾運(yùn)算1 從主菜單中MainMenu:PreprocessorModelingOperateBooleansSubtractVolu2 拾取大圓柱體,作為布爾減操作的母體,單擊OK。3 彈出對話框,單擊Pick All按鈕,得到結(jié)果如圖4-15所示。圖4-1513. 劃分網(wǎng)格2) 劃分單元11 從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorMeshingMesh Tool命令,彈出對話框如圖4-16所示。圖4-18 圖4-17 圖4-1812 選擇“Smart Size ”將其下方滾動(dòng)條的值選擇為9,單擊“Siz

49、e Control”域中的“Global”后面的“Set”按鈕,彈出對話框如圖4-17所示。13 在SIZE中輸入0.002,單擊OK按鈕。選擇單元形狀為“Tet”,選擇劃分方法為“Free”單擊Mesh按鈕,拾取體。單擊OK按鈕。2) 激活全球圓柱坐標(biāo)系從應(yīng)用菜單中選擇Utility Menu: WorkPlaneChange Active CS toGlobal Cylindrical。3) 選擇內(nèi)孔表面上的所有節(jié)點(diǎn)1 拾取菜單Utility Menu: SelectEntities,彈出如圖4-18所示對話框2 在文本框中輸入“Nodes”、“By Location”、“X coordi

50、nates”、“0.01”、“From Full”單擊OK按鈕。4) 旋轉(zhuǎn)所選擇節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系到當(dāng)前坐標(biāo)系主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingMove/ModifyRotate Node CSTo Active CS,彈出拾取窗口,單擊Pick All按鈕。4.3定義邊界條件并求解2. 施加約束1 從主單中選擇Main Menu: SolutionDefine LoadsApply StructuralDisplacementon Nodes 命令,打開面選擇對話框,要求選擇欲施加位移約束的節(jié)點(diǎn)。2 單擊Pick All按鈕,打開Apply U,Rot o

51、n Nodes(在節(jié)點(diǎn)上施加位移約束)對話框,如圖4-19所示。圖4-193 選擇UX,單擊OK按鈕。3. 選擇所有拾取菜單Utility Menu: SelectEverything。4. 制定分析類型3 拾取菜單Main Menu: SolutionAnalysis TypeNew Analysis,彈出如圖4-20所示對話框4-204 選擇“Type of Analysis”為“Modal”,單擊OK按鈕5. 指定分析選項(xiàng)3 拾取菜單Main Menu: SolutionAnalysis Type Analysis Options,彈出如圖4-21所示對話框。圖4-214 在“NO.of

52、 modes to extract”文本中輸入5,單擊OK按鈕,彈出對話框點(diǎn)擊OK按鈕。6. 指定要擴(kuò)展的模態(tài)數(shù)1 拾取菜單Main Menu: SolutionLoad Step OptsExpansionpassSingle ExpandExpand modes,彈出如圖4-22所示對話框。圖4-222 在“NMODE”文本框中輸入5,單擊OK按鈕。7. 施加約束5) 從主菜單中選擇Main Menu: SolutionDefine LoadsApply StructuralDisplacementon Areas 命令,打開面選擇對話框,要求選擇欲施加位移約束的面。6) 拾取面208(鍵

53、槽側(cè)面),單擊OK按鈕。打開Apply U,Rot on Nodes(在節(jié)點(diǎn)上施加位移約束)對話框,如圖4-23所示。圖4-237) 選擇UX,單擊OK按鈕。8. 選擇齒輪端面上的節(jié)點(diǎn)1 拾取菜單Utility Menu: SelectEntities,彈出如圖4-24所示對話框。 圖4-242 在文本框中輸入“Nodes”、“By Location”、“Z coordinates”、“0”、“From Full”單擊Apply按鈕。3 在文本框中輸入“Nodes”、“By Location”、“Z coordinates”、“0.02”、“Also Select”單擊Apply按鈕。4 在文

54、本框中輸入“Nodes”、“By Location”、“X coordinates”、“0,0.015”、“Reselect”單擊OK按鈕。9. 施加約束1 從主單中選擇Main Menu: SolutionDefine LoadsApply StructuralDisplacementon Nodes 命令,打開面選擇對話框,要求選擇欲施加位移約束的節(jié)點(diǎn)。2 單擊Pick All按鈕,打開Apply U,Rot on Nodes(在節(jié)點(diǎn)上施加位移約束)對話框,如圖4-25所示。圖4-253 選擇UZ,單擊OK按鈕。9.選擇所有拾取菜單Utility Menu: SelectEverythin

55、g。10.求解從主菜單中選擇Main Menu: SolutionSolveCurrent LS命令,單擊 Solve Current Load Step對話框,單擊OK按鈕。求解結(jié)束即可查看結(jié)果。11.列表固有頻率從主菜單中選擇Main Menu: General Postproc Results Summary,彈出如圖4-26所示窗口,表中顯示的就是模型的前5階頻率。第5章 諧響應(yīng)分析 單自由度系統(tǒng)的受迫振動(dòng)5.1分析問題單自由度系統(tǒng)如圖所示,質(zhì)量m=1kg,彈性剛度K=10000N/m,阻尼系數(shù)c=63Ns/m,作用在系統(tǒng)上的激振力為,。針對問題進(jìn)行分析,求解其幅頻響應(yīng)問題。5.2建立

56、模型1.修改任務(wù)名和標(biāo)題20) 從實(shí)用菜單中選擇Utility Menu: FileChange Jobname 命令,將打開Change Jobname(修改文件名)對話框,如圖5-1所示。圖5-121) 在Enter new jobname(輸入新的文件名)文本框中輸入文字“XIEXIANGYINGFENXI”,為本分析實(shí)例的數(shù)據(jù)庫文件名。22) 單擊Add.按鈕,完成文件名的修改。2.定義單元類型24) 從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete 命令,將打開Element Type(單元類型)對話框。25) 單擊Ad

57、d.按鈕,將打開Library of Element Type(單元類型庫),如圖5-2所示 圖5-226) 在中選擇Mass選項(xiàng),選擇單元類型。27) 在右邊的列表框中選擇3D mass21選項(xiàng)。28) 單擊Apply按鈕,彈出如圖5-3所示對話框,左邊的列表內(nèi)選擇“Combination”,在右側(cè)選擇“Spring-damper”。單擊OK按鈕,彈出單元類型對話框,結(jié)束單元類型的添加。圖5-314. 定義實(shí)常數(shù)1) 從主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorReal ConstantsAdd/Edit/Delete 命令,將打開實(shí)常數(shù)對話框。如圖5-4所示。 圖5-42）

58、單擊Add.按鈕,彈出對話框,如圖5-5所示。圖5-53） 在列表中選擇“Type 1 MASS21”,單擊OK 按鈕。返回到前對話框。4） 單擊Add.按鈕,選擇“Type 2 COMBIN14”單擊OK按鈕,彈出對話框如圖5-6所示。5） 在K文本輸入10000,在CV1文本中輸入63,單擊OK按鈕。返回對話框中單擊Close按鈕。完成對實(shí)常數(shù)的定義。15. 創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)17 主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingCreateNodesIn Active CS,彈出如圖5-7所示對話框。圖5-718 在NODE文本框中輸入 1,在“X,Y,Z”文本框中輸入0,0,0,單擊Apply。19 在NODE文本框中輸入 2,在“X,Y,Z”文本框中輸入1,0,0,單擊OK。5.創(chuàng)建單元1) 設(shè)置要?jiǎng)?chuàng)建單元的屬性1 主菜單中選擇Main Menu:PreprocessorModelingCreateElementsElem Attributes,彈出如圖5-8所示對話框圖5-82 選擇“TYPE”為2 COMEIN14,選擇“REAL”為2,單擊OK按鈕。2) 創(chuàng)建彈簧阻尼單元1 主菜單中選擇Main Menu:Preprocesso