有限元谐响应分析报告.docx

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有限元谐响应分析报告

谐响应分析实例

如下图所示，弹簧质量系统受力示意1图，载荷F（t）随时间变化如图2所示，起频率变化范围为0到9Hz。

弹簧的刚度系数k仁k2二k3=300N/m质量块M仁M2=1kgF0=300N求系统的位移频率响应。

操作过程

1.定义工作文件名和工作标题

（1）定义工作文件名。

GUI:

UtilityMenu》File》ChangeJobname

弹出下图对话框，在此出现的对话框输入“xie111”，并将“Newlong

anderrorfile”复选框选为“yes”，单击【ok】按钮。

图1定义工作文件名

（2）定义工作标题。

GUI:

UtilityMenu》File》ChangeTitle命令。

在出现的对话框中输入“xie666”，单击【ok】按钮，如下图

AYr+-Llr|

£11«Picwiww■（/

nwrf|*^|t«”i工％“

沁1„Lfc|狸乩1!

」11JJUjP_M^ikPH|

图2定义工作标题

2.定义单元格

GU：

MainMenu》Preprocessor》ElementsType》Add/Edit/Delete

在弹出的对话框，单击add按钮，弹出对话框，选择左边滚动窗口中

的“Combination”从而选择右边滚动窗口中的“Spring-damper14”“Elementtyperefereneenumber”采用默认1.如图所示单击apply按钮。

在左边滚动栏中继续选择“Structural”及其下的“MasS',在右边选择“3Dmass21”如图所示。

■A

raTwmn

lL2t“L也I£L41Paor^l-rll畫屯

InlineFi

KfOSt^dL'l鼻】p

创刮旦劃刮⑥』l・~

JX』』!

图3单元定义对话框

3.定义实常数

GUI:

MainMenBPreprocessor》RealConstant》Add/Edit/Delete。

弹出RealConstant对话框，单击Add按钮，弹出ElementTypefor

RealConstant对话框，选择“Type1COMBIN14单击ok,弹出对

话框，设置单元实常数为1,按ok按钮关闭对话框。

单击RealConstants对话框的Add按钮，弹出ElementTypefor

RealConstant对话框，选择列表中的“Type2MASS21单击ok按

钮，弹出如图对话框，设置单元实常数为2。

单击ok按钮，然后关

闭对话框。

图5定义单元实常数1对话框

T^Tl

11）«13iiPL^rCcflfiMorkPlantPAeiitiert（jkstoVcuX^rlfi]ft】p

图6定义单元实常数2对话框

4.创建有限元模型

（1）创建节点

GUI:

MainMenu》Preprocessor》Modeling》Create》Nodes〉

ActiveCS

弹出对话框，在NODNodenumber中输入1.activeCS中依次输入0，0，0;单击ok按钮生成节点4（1,0，0）。

|SelectU■纹FlatPlMCtrl日InrfcfJjEef"Hc・rteiT|scrvffniT^rlsHelp

兰昼空.產^l_f]19~2X

在X，Y，ZLocationin

。

按照上述方法，依次

hla

JiH.FISilLtttf.H|吆些

:

«rqt-HKVi>

K±aiQmi£E±fi1s

VritrfliNlPl-vlbifShEtimstn^l^aCr*-6Te

DfttfriKFanlmeLinn山td-EACI

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9ll—ftCM#鼻^.1C^wrvKlnqrKCtr用fl»KejpoIeiRrm、匕funb4vftLc口乔d・n余Tiilir田KImtitv

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ETiiaib-dui-EE&

HOb^rnlR

3lu^Jlodiifr同gr曰Reflect

£（7h*h能电^™Oelcte917^41icfwlw=CIJ.

Bli«il^3mwfilmEUb4atc&eov

ChMcliziifCtrl■

（2）插入新节点

GUI:

MainMenu》Preprocessor》Modeling》Create》Nodes〉Fill

betweenNds,弹出对话框，在输入栏输入“1,4”单击ok按钮弹出一个对话框，如图设置，单击ok按钮。

图8在节点1与4插入节点对话框

（3）创建单元

GUI:

MainMenu》Preprocessor》Modeling》Create》Elements》AutoNumbered》ThruNode

弹出拾取对话框，在屏幕上拾取1,2两个节点，单击Apply，同理拾取2，3节点，3，4节点，单击ok按钮。

图9直线生成

（4）设置单元格属性

GUI:

MainMenu》Preprocessor》Modeling》Create》Elements》

ElemAttribute

弹出对话框，在对话框中选择“2MASS21,在“Realconstantset

number”选择2,其他默认，单击ok按钮

图10单元属性对话框设置

（5）创建质量单元

GUI:

MainMenu》Preprocessor》Modeling》Create》Elements》Autonumberec》ThruNodes。

弹出对话框，分别拾取点2,单击Apply，拾取3点，单击ok按钮，单击工具栏的SAVE-D戋钮。

5.加载求解

（1）.GUI:

MainMenu》Solution》AnalysisType》NewAnalysis在弹出对话框中选取“Harmonic”，单击ok按钮。

（2）.GUI:

MainMeni》Solution》AnalysisType》AnalysisOptions

弹出对话框，按下图进行设置。

接着弹出对话框，单击OK按钮接受

默认选项。

图11谐响应分析对话框设置

图12完全谐响应分析对话框设置

（3）.设置输出选项

GUI:

MainMenu》Solution》LoadStepOpts》OuputCtrls》Solu

Printout

弹出对话框，选中“Lastsubstep”单击ok按钮。

如下图

ANSYS

w（；■

MCT27

££

Mih^hs屜册•£武tri-5-tofewa^ied

J

htatwatlcniCtrl

图13求解输出控制对话框设置

（4）.设置时间子步选择

GUI:

MainMenu》Solution》LoadStepOpts》Time/Frequenee》

FreqandSubsteps。

弹出对话框，按照下图填写。

i|Jul!

.ElDtrla1^?

rlcHnEnsrlbth卜'建anctcTs1|a:

i'DIe|iiXtrign?

Lp

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711.«■PW.75K

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LiaadciTutDtflsilonCtrl

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LSFlic

■HU

■

MEcwvnil（

Kexiinhni,

■flfIdS*tlipCoivMci.1

Po£tpFri>C

图14时间子步选项设置

（5）.施加边界条件

GUI:

MainMenu》Solution》DefineLoads》Apply》Structural》

Displacement》OnNoda

弹出拾取对话框，单击pickAll选择“UY',单击ok按钮，关闭对

话框

£lLe矗le：

说直沆曰虫FIxiR口1百男8曰氐丘F址.皿1±£吩Karxa■也£*□"】匚出比

JTL3l1_LCUiriT）

图15所有节点上施加X方向的约束

（6）.GUI:

MainMenU〉Solution》DefineLoads》Apply》Structural》

Displacement》OnNoda

弹出对话框拾取节点1,4,单击ok按钮，按下图设置

EileSelwrll^BtElctPlcrt£trliWnrkF]™*PEiaisrters|bctokuirtrEsEfslp

间和&1£■"~3|捌刮l・

俪DBFITI^Igutrp-iJP3E?

H

ANSYS

HLS.O

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R07X

FTef*F«qcefl

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AzidlyKiifType

ntopily

BStnictiiral

D

JH（hiLhimv卫0&Atc-bs事ig辄倒

图16在节点1，4上施加X方向的约束

（7）施加载荷

GUI:

MainMenu》Solution》DefineLoads》Apply》Structural》

Displacement》OnNoda

弹出拾取对话框，在输入栏输入2，单击ok按钮，弹出图形，安下

图进行设置

EiL-cjeIec4口■*!

£]ctSFlutGrL*ErsriFlstcFiesktm|.aj£3-aIeq^Ir[3£jc】p

"Thal.hax-

&MK_UdBKSEHJBlgjrlfP0IR5^b]

（8）谐响应分析求解。

GUI:

MainMenu》Solution》Solve》CurrentLS

求解结束弹出Solutionisdone，关闭对话框

图18

6.观察时间历程几处理结果

（1）GUI:

MainMenu》Solution》AnalysisType》NewAnalysis在弹出对话框中选取“Harmonic”，单击ok按钮。

（2）定义时域变量

GUI:

MainMenu»TimeHistPostpro»DefineVariables

在弹出的对话框中单击Add按钮，按照下图配置。

，设置2和3节点的时间历程后处理变量。

定义完毕后，单击close按钮。

TacrSidiip

Twr-

Hit

IM*

C-uncolL>SeftrtaSpe^lfic-atLDnsr

创勿差＜■fa

XI2u

ran

（MiLSCul^z]«l

尸LII«p•i_a-r-■

Sa-act.L^z*i?

-etPlnr.1ri»43tI

mm-EQffimmBs

°玛E・l!

K产mA

rUvwfevlHFll111

JpF-a-udiiu

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律

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1-1

5

-1

HP¥

图19添加时间历程后处理变量

□,zi_dli]

FlFi殳创Tia-BuUKcl■■££

QfrDluDmra^es

图20定义节点2的时间历程后处理变量

图23时间历程变量图形显示设置

（3）绘制变量图

GUI:

MainMenu》TimeHistPostpro》GraphVariables

弹出对话框，按图示进行设置，单击ok按钮，显示位移-频率响应曲线。

人火蝇从澎融倫如&u

「它L-.血

ilkEtl-j.UstE：

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1比：

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SPrtfaranjfiesilPiep«>CC3S*T

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30OFEDikiisSfrfliujTurSiblcBQlewiI.SHM[htB

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3LleIVariiBihle?

3

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SIlbliEO^eTilluEu£

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91«etPwii™.

smTmI

3PnbDe51e^

I'MialmnDtl

口Swim

□j'-kt.

图24位移-频率响应曲线

7•保存结果

GUI:

【UtilityMenu】/【File]/【SaveasJobname.db】。

命令流

/BATCH

/COM,ANSYSRELEASE15.0UP2013101412:

35:

0211/27/2016

/TITLE,xie666

/PREP7

!

*

ET,1,COMBIN14

!

*

ET,2,MASS21

!

*

R,1,300,0.1,,,,,

RMORE,,

!

*

!

*

R,2,1,,,,,,

!

*

/REPLOT,RESIZE

N,1,0,0,0,,,,

N,4,1,0,0,,,,

!

*

FILL,1,4,2,,,1,1,1,

!

*

FLST,2,2,1

FITEM,2,1

FITEM,2,2

E,P51X

FLST,2,2,1

FITEM,2,2

FITEM,2,3

E,P51X

FLST,2,2,1

FITEM,2,3

FITEM,2,4

E,P51X

SAVE

TYPE,2

MAT,

REAL,2

ESYS,0

SECNUM,

TSHAP,LINE

!

*

E,2

E,3

SAVE

FINISH

/SOL

!

*

ANTYPE,3

!

*

!

*

HROPT,FULL

HROUT,OFF

LUMPM,0

!

*

EQSLV,,1e-008,

PSTRES,0

!

*

!

*

OUTPR,BASIC,LAST,

HARFRQ,0,9,

NSUBST,,

KBC,1

!

*

FLST,2,4,1,ORDE,2

FITEM,2,1

FITEM,2,-4

!

*

/GO

D,P51X,,,,,,UY,,,,,

FLST,2,2,1,ORDE,2

FITEM,2,1

FITEM,2,4

!

*

/GO

D,P51X,,,,,,UX,,,,,

FLST,2,1,1,ORDE,1

FITEM,2,2

!

*

/GO

F,P51X,FX,300,/STATUS,SOLU

SOLVE

RESUME,'xie111','dbb','.'

RESUME,'xie111','db','.'

/INPUT,'WebpageIcons','db','.'

FINISH

!

/EXIT,MODEL

/BATCH

11/27/2016

/COM,ANSYSRELEASE15.0UP2013101413:

31:

04/TITLE,xie666

/REPLOT,RESIZE

/PREP7

!

*

ET,1,COMBIN14

!

*

ET,2,MASS21

!

*R,1,300,0.1,,,,,

RMORE,,

!

*

!

*

R,2,1,,,,,,

!

*

N,1,0,0,0,,,,

N,4,1,0,0,,,,

!

*

FILL,1,4,2,,,1,1,1,

!

*

FLST,2,2,1

FITEM,2,1

FITEM,2,2

E,P51X

FLST,2,2,1

FITEM,2,2

FITEM,2,3

E,P51X

FLST,2,2,1

FITEM,2,3

FITEM,2,4

E,P51X

TYPE,2

MAT,

REAL,2

ESYS,0

SECNUM,

TSHAP,LINE

!

*

E,2

E,3

FINISH

/SOL

!

*

ANTYPE,3

!

*

!

*

HROPT,FULL

HROUT,OFF

LUMPM,0

!

*

EQSLV,,1e-008,

PSTRES,0

!

*

!

*

OUTPR,BASIC,LAST,

HARFRQ,0,9,

NSUBST,30,

KBC,1

!

*

FLST,2,4,1,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,-4

!

*

/GO

D,P51X,,,,,,UY,,,,,FLST,2,2,1,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,4!

*

/GO

D,P51X,,,,,,UX,,,,,FLST,2,1,1,ORDE,1FITEM,2,2

!

*/GOF,P51X,FX,300,/STATUS,SOLUSOLVE

!

*

!

*!

*

FINISH/SOLUTIONANTYPE,3!

*

FINISH/POST26FILE,'xie111','rst','.'/UI,COLL,1NUMVAR,200SOLU,191,NCMITSTORE,MERGEPLCPLX,0PRCPLX,1FILLDATA,191,,,,1,1REALVAR,191,191NUMVAR,200PLCPLX,0

PRCPLX,1FILLDATA,191,,,,1,1REALVAR,191,191!

*

!

*

!

*

NSOL,2,2,U,X,2UX

!

*

!

*

!

*

NSOL,3,3,U,X,3UX

!

*

NUMVAR,200

PLCPLX,0

PRCPLX,1FILLDATA,191,,,,1,1REALVAR,191,191PLVAR,2,3,,,,,,,,,SAVE