随机振动分析实例.docx

1、随机振动分析实例ANSYS 动力分析 (18) - 随机振动分析 - 实例 (1) 2010-09-26 07:41:23| 分类： ANSYS 动力分析 | 标签：随机振动 实例 模型飞机 机翼 psd |举报|字号 订阅PSD 实例： 模型飞机机翼的随机振动 说明： 确定由于施加在机翼根部的 Y 向加速度 PSD，在模型飞机机翼中造成的位移和应力。假设机翼在 Z=0 处固支。 操作指南 1. 清除数据库并读入文件 wing. inp 以创建几何模型和网格。 2. 定义材料属性： 弹性模量 = 38000 psi 泊松比 = 0.3密度 = 1.033E-3/12 lbf-sec2/in4

2、= 8.6083E-5 3. 施加边界条件。 提示：选择在 areas 上施加位移约束，拾取 Z=0 处所有的 Areas，约束所有自由度。 4. 定义新分析为 Model，使用 Block Lanczos 方法，抽取和扩展前 15 个自然模态。然后求解Current LS。 5. 查看模态形状，如图为前 4 阶振型。 6. 使用所显示的 PSD 谱，执行 PSD Spectrum 分析。 首先定义分析类型为 Spectrum 分析类型为 PSD，使用全部模态，计算单元应力：注意激活 “Calculate elem stresses”选项。 7. 在基础上施加指定的 PSD 谱 (注意：确保

3、PSD 的单位是 G2/Hz)。 施加 Y 向激励 (方法是：在基础节点上施加单位 Y 向位移)。 设置常阻尼比 0.02： 设置有关参数 重力加速度值 注意：响应谱类型选择 Accel (g*2/Hz)，否则后面的 PSD 谱应该输入实际加速度值： 定义 PSD 谱表格： 绘制 PSD 谱表格曲线以检查输入值： 激活和设置模态组合参数： 选择所有模态。 设置计算内容： 计算各模态的参与因子: 在输出窗口中可以看到参与因子的计算结果： 求解： 10. 在 一般后处理中，查看相对位移和应力 (载荷步 3)。 首先查看 Results Summary：载荷步 3 为 set 17 查看载荷步 3

4、的相对位移和应力： 在 Read Results 中读取载荷步 3 的结果： 使用 By set Number，输入 Data Set Number 为 17。 查看载荷步 3 的相对位移： 查看载荷步 3 的 SZ 应力： 查看载荷步 4 的相对位移 实际上是速度： 查看载荷步 5 的相对位移 实际是加速度： 小结：在 POST1 中，查看载荷步 3 的相对位移和应力。 - 可以直接使用应力云图，比如 SZ，与屈服应力比较吗？ - 对载荷步 1 怎么样? - 由 1 sigma 分量应力导出的等效/主应力 (equivalent/principal stresses derived from

5、 1 sigma component stresses) 有效吗? - 载荷步 4 为速度结果 - 载荷步 5 为加速度结果 11. 在 Time History Postprocessor 中，对翼尖处的一个节点创建 Uy 的 PSD 响应。绘制对数-对数曲线图。 进入时间历程后处理时，首先出现如下对话框，在其中选择：Create response power 然后执行命令 Store Data 并接受默认值。这是计算 Response PSD 所必须的。 在定义变量对话框中，点击 add 添加变量。 选择翼尖处的一个节点创建 Uy 变量。 在列表中选择 Uy ： 变量定义结束： 计算变量

6、2 的 PSD 功率谱，存为变量 3： 显示变量 3 的曲线： 将图形改为对数 对数形式，操作如下： 设置有关参数： x,y 轴的标记、 x,y 轴的类型 (线性或对数) 按更改后的参数重新绘制变量图形： 显示变量 2： 附录： 输入文件 wing.inp 的内容 ! Modal analysis exercise for Dynamics Seminar ! Model airplane wing ! finish /clear /udoc,1,date,off complete=0 ! 如果将此句改为 complete = 1，将会执行完整的分析，否则只是生成模型 /filnam,wing

7、 /title,Modal analysis of a model airplane wing ! Element types and materials /prep7 et,1,82 et,2,95 mp,ex,1,38000 mp,dens,1,1.033e-3/12 mp,prxy,1,0.3 ! Create and mesh the area k,1 k,2,2 k,3,2.3,0.2 k,4,1.9,0.45 k,5,1,0.25 l,1,2 l,1,5 bspline,2,3,4,5,-1,0,0, -1,-0.25,0 al,all esize,0.13 amesh,all!

8、Extrude volume mesh from the area type,2 extopt,esize,10 extopt,aclear,1 vext,all,0,0,10 /view,1,1,1 eplot save!以上为前处理 ! Analysis type and options ！ *if,complete,eq,1,then /solu antype,modal modopt,lanb,15 mxpand,15,yes ! Constraints asel,loc,z,0 da,all,all asel,all !* solve finish以上为模态求解 /solution

9、/title, Random Vibrations analysis (PSD) of an airplane wing antype,spectrum spopt,psd,15,yes psdunit,1,accg,386.4 psdfrq psdfrq,1,20,100,400,600 psdval,1,0.075,0.1,0.1,0.025 asel,s,loc,z,0 da,all,uy,1 ! apply excitation in UY direction asel,all outre,nsol,all ! compute participation factors pfact,1

10、,base psdout,disp,rel psdout,velo,abs psdout,acel,abs psdcom solve finish以上为PSD求解 /post1 set,3,1 ntip=node(0,0,10) uytip=uy(ntip) plns,u,y finish *vwrite (/,5x, UY displacement at node located at (0,0,10) *vwrite (/,5x, Expected results , ANSYS results) *vwrite,0.0499349,uytip (7x,f12.7,10x,f12.7) *endif ! if complete=1 !/exit,nosa