ansys動(dòng)力學(xué)分析

1、ANSYS 動(dòng)力學(xué)分析指南 動(dòng)力學(xué)分析指南(連載一 連載一) 發(fā)表時(shí)間： 發(fā)表時(shí)間：2007-7-25 作者 作者: 安世亞太 安世亞太 關(guān)鍵字 關(guān)鍵字: ANSYS 動(dòng)力學(xué)分析 動(dòng)力學(xué)分析 安世亞太 安世亞太 模態(tài)分析 模態(tài)分析 第一章模態(tài)分析 第一章模態(tài)分析 §1.1 模態(tài)分析的定義 模態(tài)分析的定義 及其應(yīng)用 及其應(yīng)用模態(tài)分析用于確定設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)或機(jī)器部件的振動(dòng)特性（固有頻率和振型），即結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型，它們是

2、承受動(dòng)態(tài)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)。同時(shí)，也可以作為其它動(dòng)力學(xué)分析問題的起點(diǎn)，例如瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析、 諧響應(yīng)分析和譜分析，其中模態(tài)分析也是進(jìn)行譜分析或模態(tài)疊加法諧響應(yīng)分析或瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析所必需的前期分析 過程。ANSYS 的模態(tài)分析可以對(duì)有預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析和循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)模態(tài)分析。前者有旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片等的 模態(tài)分析，后者則允許在建立一部分循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模型來完成對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析。ANSYS 產(chǎn)品家族中的模態(tài)分析是一個(gè)線性分析。任何

3、非線性特性，如塑性和接觸（間隙）單元，即使定 義了也將被忽略。ANSYS 提供了七種模態(tài)提取方法，它們分別是子空間法、分塊 Lanczos 法、PowerDynamics 法、 縮減法、非對(duì)稱法、阻尼法和 QR 阻尼法。阻尼法和 QR 阻尼法允許在結(jié)構(gòu)中存在阻尼。后面將詳細(xì)介紹模態(tài)提取方法。§1.2 模態(tài)分析中用到的命令 模態(tài)分析中用到的命令 模態(tài)分析使用所有其它分析類型相同的命令來建模和進(jìn)行分析。同樣，無論進(jìn)行何種類型的分析

4、，均可從用戶圖形 界面（GUI）上選擇等效于命令的菜單選項(xiàng)來建模和求解問題。后面的“模態(tài)分析實(shí)例（命令流或批處理方式）”將給出進(jìn)行該實(shí)例模態(tài)分析時(shí)要輸入的命令（手工或以批處理 方式運(yùn)行 ANSYS 時(shí)）。而“模態(tài)分析實(shí)例（GUI 方式）” 則給出了以從 ANSYS GUI 中選擇菜單選項(xiàng)方式進(jìn)行同一實(shí)例 分析的步驟。（要想了解如何使用命令和 GUI 選項(xiàng)建模，請(qǐng)參閱>）。>中有更詳細(xì)的按字母順序列出的 ANSYS 命令說明。

5、§1.3 模態(tài)提取方法 模態(tài)提取方法 典型的無阻尼模態(tài)分析求解的基本方程是經(jīng)典的特征值問題：Lanczos法用于提取大模型的多階模態(tài)（40 階以上）建議在模型中包含形狀較差的實(shí)體和殼單元時(shí)采用此法最適合于由殼或殼與實(shí)體組成的模型速度快，但要求比子空間法內(nèi)存多 50%子空間法用于提取大模型的少數(shù)階模態(tài)（40 階以下）適合于較好的實(shí)體及殼單元組成的模型可用內(nèi)存有限時(shí)該法運(yùn)行良好低 高PowerDynamics用于提取大模型的少數(shù)階

6、模態(tài)（20 階以下）適合于 100K 以上自由度模型的特征值快速求解對(duì)于網(wǎng)格較粗的模型只能得到頻率近似值復(fù)頻情況時(shí)可能遺漏模態(tài)高 低縮減法用于提取小到中等模型(小于 10K 自由度)的所有模態(tài)選取合適主自由度時(shí)可獲取大模型的少數(shù)階（40 階以下）模態(tài)，此時(shí)頻率計(jì)算的精度取決于主自由度的選取。低 低§1.3 .1 分塊 分塊 Lanczos 法 分塊 Lanczos 法特征值求解器是卻省求解器，它采用 Lanczos 算法，是用

7、一組向量來實(shí)現(xiàn) Lanczos 遞歸計(jì)算。 這種方法和子空間法一樣精確，但速度更快。無論 EQSLV 命令指定過何種求解器進(jìn)行求解，分塊Lanczos 法都 將自動(dòng)采用稀疏矩陣方程求解器。計(jì)算某系統(tǒng)特征值譜所包含一定范圍的固有頻率時(shí)，采用分塊 Lanczos 法方法提取模態(tài)特別有效。計(jì)算時(shí)， 求解從頻率譜中間位置到高頻端范圍內(nèi)的固有頻率時(shí)的求解收斂速度和求解低階頻率時(shí)基本上一樣快。因此， 當(dāng)采用頻移頻率（FREQB）來提取從 FREQB