ANSYS15.0Workbench谐响应分析.pdf

1、实验四实验四 Workbench 的动力学分析的动力学分析-谐响应分析谐响应分析课程名称课程名称有限元应用与工程实践有限元应用与工程实践课程编号课程编号实验地点实验地点实验时间实验时间第十二周第十二周合班号合班号校内指导教师校内指导教师评阅人签字评阅人签字成绩成绩一、实验目的一、实验目的1.熟练掌握 ANSYS Workbench 软件结构动力学分析的过程；2.了解动力学分析和静力学分析的不同之处3.掌握结构动力学分析的应用场合;4.熟练掌握 ANSYS Workbench 的谐响应分析方法及过程;二、实验内容二、实验内容针对底座架模型，计算铝合金（AluminumAlloy）底座架模型在受到

2、载荷为 10N，相角为 30作用力下的谐响应。三、实验步骤三、实验步骤1由于在进行谐响应分析时需要设置频率范围，所以需要对模型先进行模态分析，得到模型的固有频率。进入 Workbench 工作页面，在工具箱中选择 Analysis Systems 下的 Modal，创建模态分析的项目 A。2.在项目 A 的 A2 栏单击鼠标右键选择模型，当 Geometry 后的？变为时，即模型导入成功。3.几何体材料赋予：双击项目中第 2 栏 Engineering Data，在界面的空白处单击鼠标右键，在快捷菜单中选择 Engineering Data Sources 命令，在Engineering Da

3、ta Sources 表中选择 A3 栏 General Materials，然后单击 out ofGeneral Materials 表中第 4 栏 AluminumAlloy 附近的，out of GeneralMaterials 中 C4 栏出现如图所示符号，说明材料添加成功，返回 Workbench主界面。4.添加模型材料属性：刷新 Model 模块后，双击 Model 项，进入Mechanical 界面，选择该界面左侧 Outline 中的 Geometry 选项下的 solid，此时即可在 Details of Geometry 中给几何体添加材料。5.划分网格：选择 Mechan

4、nical 界面左侧页面中的 Mesh 选项，此时可在 Detail ofMesh 中修改网格系数，将 Sizing 中的 Relevance Center 选项设置为 Fine，其余均采用默认设置，设置完成后在 Mesh 选项上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择 Generate Mesh 命令，即可完成划分网格。6.施加固定约束：选择Mechanical 界面左侧 Outline 中的Static Structural选项，此时出现 Environment 工具栏，选择该工具栏下的 Supports FixedSupport 命令，选择底座架的六个小孔面，单击 Details of Su

5、pport 中 Geometry选项下的 Apply 按钮，即可在选中面上施加固定约束。在 Outline 中的 StaticStructural 选项上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择 Solve 命令，即完成了施加固定载荷。7.选择 Mechanical 界面左侧的 Outline 中的 Analysis Setting 选项，该选项中的模态数、求解方法等均采用默认设置，求解即完成底座架的模态分析，在 Solution 选项下即可得到底座架的频率范围。8.返回 Workbench 工作页面，同样的在 Analysis Systems 下选中Harmonic Response（谐响应分析

6、），按住鼠标，将其拖到项目 A 的第六栏，双击谐响应分析项目中的第五栏，进入谐响应分析界面。9.选中分析树中的 Analysis Setting 项，并在 Options 下设置最小频率范围和步长分别为 0Hz、500Hz、10Hz，设置求解方法为 Mode Superposition。10.单击 Environment 工具栏中的 LoadsForce 命令，为模型添加载荷；选择模型的上表面的圆形槽，单击参数设置列表中的 Apply 按钮，并在Define By 参数下选择 Components，然后将 Y Component 设置为-10N，PhaseAngle（相位角）设置为 30，即完

7、成谐响应分析参数设置。11.选择 Solution 选项，此时出现 Solution 工具栏，选择如下表面，（1）选择 Solution 工具栏中 Frequency Response（频率响应）Stress命令。（2）选择 Solution 工具栏中 Frequency ResponseDeformation 命令单击求解工具栏中的 Solve 命令，即可得到谐响应分析结果。由图可知，在频率为 250Hz 时候，结构上表面的中间部分出现最大应力。此时即可在分析树中查看不同频率下的应力分析图与变形分析图。如频率为 475Hz 时圆形凹槽的应力分析图与变形分析图，四、实验总结四、实验总结1.谐响应分析是用于确定线性结构在承受一个或多个随时间按正弦规律变化的载荷时稳态响应的一种技术，分析的目的是计算出结构在几种频率下的响应并得到一些响应值对应频率的曲线，从曲线中找到峰值响应，并进一步考察频率对应的应力。2.谐响应分析用于预测结构的持续动力学特性，从而验证其设计能否成功克服共振、疲劳及其他受迫振动引起的有害效果。3.基本掌握谐响应分析的基本流程、载荷和约束的加载方法，以及结果后处理的方法。4.熟悉了模态分析的基本操作。评语评语