第3章 模態(tài)分析的高級(jí)內(nèi)容

1、模態(tài)分析的高級(jí)內(nèi)容模態(tài)分析的高級(jí)內(nèi)容第第3章章DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual第第3章章模態(tài)分析的高級(jí)內(nèi)容模態(tài)分析的高級(jí)內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析第二節(jié)第二節(jié) 實(shí)例實(shí)例 分析一個(gè)具有預(yù)應(yīng)力的圓盤的自然頻率分析一個(gè)具有預(yù)應(yīng)力的圓盤的自然頻率第三節(jié)第三節(jié) 循環(huán)對(duì)稱模型的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱模型的模態(tài)分析第四節(jié)第四節(jié) 實(shí)例實(shí)例 對(duì)一個(gè)具有個(gè)對(duì)一個(gè)具有個(gè) 53 齒的齒輪進(jìn)行模態(tài)分析齒的齒輪進(jìn)行模態(tài)分析第五節(jié)第五節(jié) 經(jīng)歷大變形結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析

2、經(jīng)歷大變形結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析第六節(jié)第六節(jié) 模態(tài)綜合法的應(yīng)用模態(tài)綜合法的應(yīng)用第七節(jié)第七節(jié) 實(shí)例實(shí)例 音叉的模態(tài)綜合法分析音叉的模態(tài)綜合法分析DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual第一節(jié)第一節(jié). 有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析什么是有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析？什么是有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析？ 為什么要做有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析為什么要做有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析? ?對(duì)有預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析對(duì)有預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析. .一些結(jié)構(gòu)在不同的應(yīng)力狀態(tài)下表現(xiàn)出不同的動(dòng)力特性，比如一些結(jié)構(gòu)在

3、不同的應(yīng)力狀態(tài)下表現(xiàn)出不同的動(dòng)力特性，比如吉他弦或鼓面隨著它的張力的增加，其振動(dòng)頻率也將升高吉他弦或鼓面隨著它的張力的增加，其振動(dòng)頻率也將升高渦輪葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力引起的預(yù)應(yīng)力的作用，它的自渦輪葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力引起的預(yù)應(yīng)力的作用，它的自然頻率就會(huì)有增大的趨勢(shì)。然頻率就會(huì)有增大的趨勢(shì)。為了恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)這些結(jié)構(gòu)，必須要做具有預(yù)應(yīng)力和無預(yù)應(yīng)力的模為了恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)這些結(jié)構(gòu)，必須要做具有預(yù)應(yīng)力和無預(yù)應(yīng)力的模型的模態(tài)分析。型的模態(tài)分析。DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Ma

4、nual三個(gè)主要步驟三個(gè)主要步驟: :建立模型建立模型在靜態(tài)分析中給模型施加預(yù)應(yīng)力在靜態(tài)分析中給模型施加預(yù)應(yīng)力做具有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析做具有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析建立模型建立模型: :與一般的模態(tài)分析要考慮的問題一樣與一般的模態(tài)分析要考慮的問題一樣. .記住一定要定義材料的密度并要注意單位制記住一定要定義材料的密度并要注意單位制. .有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析 步驟步驟DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual/PREP7ET，.MP，EX，.MP，DENS，!

5、 建立幾何模型建立幾何模型! 劃分網(wǎng)格劃分網(wǎng)格DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual 建立模型建立模型通過靜態(tài)分析給模型施加預(yù)應(yīng)力通過靜態(tài)分析給模型施加預(yù)應(yīng)力選擇分析類型選擇分析類型 & 選項(xiàng)選項(xiàng): 確保激活預(yù)應(yīng)力選項(xiàng)確保激活預(yù)應(yīng)力選項(xiàng).加載加載: 施加引起預(yù)應(yīng)力的載荷施加引起預(yù)應(yīng)力的載荷.后處理后處理: 察看結(jié)果確保對(duì)結(jié)構(gòu)已經(jīng)察看結(jié)果確保對(duì)結(jié)構(gòu)已經(jīng)施加了適當(dāng)?shù)妮d荷施加了適當(dāng)?shù)妮d荷.有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析 步驟步驟Solution Una

6、bridged Menu Solution Analysis Type Analysis Options DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual/SOLU/SOLUANTYPEANTYPE，STATICSTATIC ! ! 靜力分析靜力分析PSTRESPSTRES，ONON! ! 激活預(yù)應(yīng)力效應(yīng)激活預(yù)應(yīng)力效應(yīng)! ! 加載加載.! ! 求解求解SOLVESOLVE! ! 結(jié)果處理結(jié)果處理/POST1/POST1PLDISPPLDISP，2 2PLNSOLPLNS

7、OL，S S，EQVEQVFINISHFINISH有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析 步驟步驟 靜態(tài)分析的典型命令流靜態(tài)分析的典型命令流: DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析 步驟步驟單元圖靜態(tài)分析單元圖靜態(tài)分析應(yīng)力圖應(yīng)力圖 - -靜態(tài)分析靜態(tài)分析DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual

8、 建立模型建立模型 通過靜態(tài)分析給結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力通過靜態(tài)分析給結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力對(duì)帶有預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分對(duì)帶有預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析析除了在分析選項(xiàng)中除了在分析選項(xiàng)中必須激活必須激活預(yù)應(yīng)力效果選項(xiàng)預(yù)應(yīng)力效果選項(xiàng)外，其它步外，其它步驟與普通的模態(tài)分析步驟一驟與普通的模態(tài)分析步驟一樣樣. .有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析 步驟步驟DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual具有預(yù)應(yīng)力的平板具有預(yù)應(yīng)力的平板無預(yù)應(yīng)力的平板無預(yù)應(yīng)力的平板比較比較: :有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分

9、析有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析 步驟步驟DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual 建立模型建立模型 通過靜態(tài)分析給模型施加預(yù)應(yīng)力通過靜態(tài)分析給模型施加預(yù)應(yīng)力 對(duì)帶有預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析對(duì)帶有預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析 步驟步驟DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual第二節(jié)第二節(jié). 實(shí)例實(shí)例在這個(gè)實(shí)例中在

10、這個(gè)實(shí)例中, , 首先給下圖所示的圓盤施加預(yù)應(yīng)力，然后分析計(jì)算它首先給下圖所示的圓盤施加預(yù)應(yīng)力，然后分析計(jì)算它的自然頻率的自然頻率. . 如果時(shí)間允許，再計(jì)算一下這個(gè)圓盤在沒有預(yù)應(yīng)力的如果時(shí)間允許，再計(jì)算一下這個(gè)圓盤在沒有預(yù)應(yīng)力的情況下的自然頻率和振型，從而對(duì)他們作出比較。情況下的自然頻率和振型，從而對(duì)他們作出比較。詳細(xì)情況請(qǐng)參考動(dòng)力學(xué)實(shí)例補(bǔ)充材料詳細(xì)情況請(qǐng)參考動(dòng)力學(xué)實(shí)例補(bǔ)充材料DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual第三節(jié)第三節(jié). 循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)

11、稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析什么是循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析什么是循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析? ?充分利用結(jié)構(gòu)的循環(huán)對(duì)稱性來對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析；充分利用結(jié)構(gòu)的循環(huán)對(duì)稱性來對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析；可以只模擬結(jié)構(gòu)的一個(gè)扇形區(qū)，然后觀察整個(gè)結(jié)構(gòu)的振型?？梢灾荒M結(jié)構(gòu)的一個(gè)扇形區(qū)，然后觀察整個(gè)結(jié)構(gòu)的振型。節(jié)省了建模時(shí)間節(jié)省了建模時(shí)間 不需要模擬整個(gè)結(jié)構(gòu)。不需要模擬整個(gè)結(jié)構(gòu)。節(jié)省了計(jì)算時(shí)間和硬盤空間節(jié)省了計(jì)算時(shí)間和硬盤空間 只需要較少的單元和自由度。只需要較少的單元和自由度。應(yīng)用：應(yīng)用： 可用于任何具有循環(huán)對(duì)稱的結(jié)構(gòu)：如渦輪、葉輪?？捎糜谌魏尉哂醒h(huán)對(duì)稱的結(jié)構(gòu)：如渦輪、葉輪。DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DY

12、NAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析步驟循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析步驟六個(gè)主要步驟六個(gè)主要步驟: :建立基本扇區(qū)模型建立基本扇區(qū)模型確定循環(huán)對(duì)稱面確定循環(huán)對(duì)稱面通過通過 CYCLIC CYCLIC 命令自動(dòng)確定命令自動(dòng)確定通過創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)組件來手動(dòng)確定通過創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)組件來手動(dòng)確定施加邊界條件施加邊界條件制定分析類型和選項(xiàng)制定分析類型和選項(xiàng)通過通過CYCOPYCYCOPY命令指定循環(huán)求解選項(xiàng)，并通過命令指定循環(huán)求解選項(xiàng)，并通過ANSYS SOLVE ANSYS SOLVE 命令進(jìn)命令進(jìn)行求解行求解通

13、過通過 /CYCEXPAND /CYCEXPAND 命令將計(jì)算結(jié)果擴(kuò)展到命令將計(jì)算結(jié)果擴(kuò)展到360360度，并察看整個(gè)模度，并察看整個(gè)模型的結(jié)果型的結(jié)果DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析對(duì)基本扇區(qū)建立模型對(duì)基本扇區(qū)建立模型 基本扇區(qū)基本扇區(qū)必須在全局和用戶定義的柱坐必須在全局和用戶定義的柱坐標(biāo)系下：標(biāo)系下：X X 徑向徑向, Y , Y 沿沿 , Z , Z 軸向軸向. .循環(huán)對(duì)稱面循環(huán)對(duì)稱面 ( (或邊或邊):

14、): 節(jié)點(diǎn)模式可以是節(jié)點(diǎn)模式可以是“匹配的匹配的”或或“不匹配的不匹配的”, , 但但 “ “匹匹配配” ” 可以保證更準(zhǔn)確的求可以保證更準(zhǔn)確的求解解. . 可以是彎曲的可以是彎曲的. .只要只要360/360/ 是整數(shù)，是整數(shù)，扇區(qū)角扇區(qū)角 可以是任何值可以是任何值. .DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析指定循環(huán)對(duì)稱面指定循環(huán)對(duì)稱面 對(duì)基本扇區(qū)建模對(duì)基本扇區(qū)建模指定循環(huán)對(duì)稱面指定循環(huán)對(duì)稱面:自動(dòng)方式自動(dòng)方式:通

15、過通過 CYCLIC 命令來自動(dòng)探測(cè)命令來自動(dòng)探測(cè): 扇區(qū)的數(shù)目扇區(qū)的數(shù)目 扇區(qū)角扇區(qū)角 循環(huán)坐標(biāo)系循環(huán)坐標(biāo)系 循環(huán)邊界線循環(huán)邊界線手動(dòng)方式手動(dòng)方式:沿著最小沿著最小 角選擇節(jié)點(diǎn)角選擇節(jié)點(diǎn).創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)組創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)組: Utility Menu Select Comp/Assembly Create Component沿著最大沿著最大 角選擇節(jié)點(diǎn)角選擇節(jié)點(diǎn).創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)組件創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)組件: Utility Menu Select Comp/Assembly Create Component用用 CYCLIC 命令指定所有域命令指定所有域確認(rèn)在確定循環(huán)對(duì)稱面時(shí)選擇了所有相關(guān)項(xiàng)確認(rèn)在確定循環(huán)對(duì)稱面時(shí)選擇了所有

16、相關(guān)項(xiàng)! 組組: DISC_M01LDISC_M01HDYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析施加邊界條件施加邊界條件 對(duì)基本扇區(qū)建模對(duì)基本扇區(qū)建模 指定循環(huán)對(duì)稱面指定循環(huán)對(duì)稱面 施加邊界條件施加邊界條件: :主要是位移約束主要是位移約束. .僅在各節(jié)點(diǎn)上施加約束（因?yàn)閮H在各節(jié)點(diǎn)上施加約束（因?yàn)榈诙€(gè)扇區(qū)只包括節(jié)點(diǎn)和單元第二個(gè)扇區(qū)只包括節(jié)點(diǎn)和單元）. .根據(jù)位置選擇節(jié)點(diǎn)，而不要根根據(jù)位置選擇節(jié)點(diǎn)，而不要根據(jù)編號(hào)來選擇節(jié)

17、點(diǎn)據(jù)編號(hào)來選擇節(jié)點(diǎn). .不需要指定對(duì)稱邊界條件不需要指定對(duì)稱邊界條件 ( (除除非你正在進(jìn)行的是一個(gè)用來獲非你正在進(jìn)行的是一個(gè)用來獲得預(yù)應(yīng)力的靜態(tài)分析得預(yù)應(yīng)力的靜態(tài)分析).).DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析指定分析類型和選項(xiàng)指定分析類型和選項(xiàng) 對(duì)基本扇區(qū)建模對(duì)基本扇區(qū)建模 指定循環(huán)對(duì)稱面指定循環(huán)對(duì)稱面 施加邊界條件施加邊界條件指定分析類型和選項(xiàng)指定分析類型和選項(xiàng) 分析類型分析類型 模態(tài)分析模態(tài)分析 選項(xiàng)選項(xiàng):

18、 建議使用建議使用Block Lanczos 法法. 提取的模態(tài)數(shù)提取的模態(tài)數(shù) (NMODE) 是是節(jié)徑數(shù)節(jié)徑數(shù) (隨后解釋隨后解釋). 擴(kuò)展的模態(tài)數(shù)目應(yīng)和提取的擴(kuò)展的模態(tài)數(shù)目應(yīng)和提取的模態(tài)數(shù)目一樣多模態(tài)數(shù)目一樣多.Main Menu Solution Analysis Type New AnalysisDYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析用用ANSYS求解命令進(jìn)行求解求解命令進(jìn)行求解 對(duì)基本扇區(qū)建模對(duì)基本扇區(qū)建模

19、 指定循環(huán)對(duì)稱面指定循環(huán)對(duì)稱面 施加邊界條件施加邊界條件 指定分析類型和選項(xiàng)指定分析類型和選項(xiàng)指定循環(huán)選項(xiàng)并用指定循環(huán)選項(xiàng)并用ANSYS求解命令進(jìn)行求解計(jì)算求解命令進(jìn)行求解計(jì)算: 用用 CYCOPT,hindex, 命令來指定需要求解哪一個(gè)諧波指數(shù)（命令來指定需要求解哪一個(gè)諧波指數(shù)（ harmonic index ）. 缺省為求解所有可應(yīng)用的諧波指數(shù)（缺省為求解所有可應(yīng)用的諧波指數(shù)（ harmonic index ）. 菜單路徑為菜單路徑為:Solution Solve Current LSDYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNA

20、MICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 求解求解 節(jié)徑節(jié)徑: :振動(dòng)中位移為零的線振動(dòng)中位移為零的線 ( (類似于余弦波類似于余弦波).).提供了由基本扇區(qū)結(jié)果計(jì)算整個(gè)模型振型的關(guān)系提供了由基本扇區(qū)結(jié)果計(jì)算整個(gè)模型振型的關(guān)系. .一條節(jié)徑通常在周向引起一個(gè)振動(dòng)波（即一條橫穿零位移平面的一條節(jié)徑通常在周向引起一個(gè)振動(dòng)波（即一條橫穿零位移平面的線）線）, ,兩條節(jié)徑引起的兩個(gè)振動(dòng)波，如此類推兩條節(jié)徑引起的兩個(gè)振動(dòng)波，如此類推. .每條節(jié)徑有許多振型每條節(jié)徑有許多振型. . DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1D

21、YNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 求解求解一條節(jié)徑一條節(jié)徑注意，下面的位移注意，下面的位移UZUZ等值線圖中有一條零位移的徑線，右圖表示的等值線圖中有一條零位移的徑線，右圖表示的是振型的側(cè)視圖是振型的側(cè)視圖. .DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 求解求解兩條節(jié)徑兩條節(jié)徑DYNA

22、MICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 求解求解三條節(jié)徑三條節(jié)徑DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 求解求解四條節(jié)徑四條節(jié)徑DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1

23、DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 求解求解零節(jié)徑零節(jié)徑 (軸對(duì)稱模型軸對(duì)稱模型)DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 求解求解為什么諧波指數(shù)（為什么諧波指數(shù)（harmonic index）范圍很重要）范圍很重要?對(duì)每一個(gè)諧波指數(shù)，對(duì)每一個(gè)諧波指數(shù)，ANSYS都將提取一個(gè)指定數(shù)目的模態(tài)都將提取一個(gè)指定數(shù)目的模態(tài).用戶可以控制每一個(gè)要提取的模態(tài)的諧波指數(shù)

24、的范圍用戶可以控制每一個(gè)要提取的模態(tài)的諧波指數(shù)的范圍. 最小的諧波指數(shù)為最小的諧波指數(shù)為 0 ( “瞬間模態(tài)瞬間模態(tài)”).對(duì)于偶數(shù)扇區(qū)最大的諧波指數(shù)為對(duì)于偶數(shù)扇區(qū)最大的諧波指數(shù)為 (NSECTOR/2)，而奇數(shù)扇區(qū)的，而奇數(shù)扇區(qū)的最大諧波指數(shù)為最大諧波指數(shù)為 ( NSECTOR-1)/2 .通常，只需提取整個(gè)諧波指數(shù)范圍中的少數(shù)幾個(gè)模態(tài)來覆蓋所有通常，只需提取整個(gè)諧波指數(shù)范圍中的少數(shù)幾個(gè)模態(tài)來覆蓋所有低階頻率模態(tài)低階頻率模態(tài).DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manu

25、al對(duì)含有對(duì)含有N N個(gè)扇區(qū)的模型來說，諧波指數(shù)個(gè)扇區(qū)的模型來說，諧波指數(shù) k k 和節(jié)徑和節(jié)徑 d d 間的關(guān)系為：間的關(guān)系為：,.,3, 2, 1 , 0mwherekNmd下標(biāo)給出了諧波指數(shù)、節(jié)徑以及扇區(qū)數(shù)之間的關(guān)系下標(biāo)給出了諧波指數(shù)、節(jié)徑以及扇區(qū)數(shù)之間的關(guān)系循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 求解求解DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual 對(duì)基本扇區(qū)建模對(duì)基本扇區(qū)建模 指定循環(huán)對(duì)稱面指定循環(huán)對(duì)稱面 施加邊界條件施加邊界條件 指定分析類型和選項(xiàng)

26、指定分析類型和選項(xiàng) 指定循環(huán)選項(xiàng)并用指定循環(huán)選項(xiàng)并用 ANSYS ANSYS 求解命令進(jìn)行求解計(jì)算求解命令進(jìn)行求解計(jì)算查看整個(gè)模型結(jié)果查看整個(gè)模型結(jié)果進(jìn)入后處理器進(jìn)入后處理器 （POST1POST1）. .四個(gè)主要步驟四個(gè)主要步驟: : 列出自然頻率列出自然頻率. . 用用 /CYCEXPAND,ON /CYCEXPAND,ON 命令命令 讀入所需振型的結(jié)果讀入所需振型的結(jié)果. . 顯示振型，對(duì)振型做動(dòng)畫顯示振型，對(duì)振型做動(dòng)畫. .循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析查看整個(gè)模型的結(jié)果查看整個(gè)模型的結(jié)果DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMI

27、CS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 查看結(jié)果查看結(jié)果列出頻率列出頻率: :General Postproc Read Results By Pick每一個(gè)諧波指數(shù)都作為一個(gè)單獨(dú)的載荷步進(jìn)行保存每一個(gè)諧波指數(shù)都作為一個(gè)單獨(dú)的載荷步進(jìn)行保存諧波指數(shù)諧波指數(shù) 0, 模態(tài)模態(tài) 1-5諧波指數(shù)諧波指數(shù) 1,模態(tài)模態(tài)1-5諧波指數(shù)諧波指數(shù) 2,模態(tài)模態(tài)1-5諧波指數(shù)諧波指數(shù) 3,模態(tài)模態(tài)1-5諧波指數(shù)諧波指數(shù) 4,模態(tài)模態(tài)1-5DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNA

28、MICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 查看結(jié)果查看結(jié)果運(yùn)行命令運(yùn)行命令 /CYCEXPAND,ON. ( General Postproc Cyclic Analysis Cyc Expansion )所有顯示將被圖形化地?cái)U(kuò)展到整個(gè)所有顯示將被圖形化地?cái)U(kuò)展到整個(gè)360度度.使用使用SETSET命令或菜單中的命令或菜單中的 “By Load Step”，可以讀入所需振型?？梢宰x入所需振型。諧波指數(shù)諧波指數(shù). LSTEP=1 意味著諧意味著諧波指數(shù)為波指數(shù)為0.振型數(shù)目振型數(shù)目DYNAMICS 8

29、.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual制作振型動(dòng)畫制作振型動(dòng)畫PlotCtrls Animate Mode Shape.循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 查看結(jié)果查看結(jié)果諧波指數(shù)諧波指數(shù) 0DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 查看結(jié)果查看結(jié)果諧波指數(shù)諧波指數(shù) 1DYNAMICS 8.1D

30、YNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 查看結(jié)果查看結(jié)果諧波指數(shù)諧波指數(shù) 2DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 查看結(jié)果查看結(jié)果諧波指數(shù)諧波指數(shù) 3DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS

31、8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 查看結(jié)果查看結(jié)果諧波指數(shù)諧波指數(shù) 4DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 查看結(jié)果查看結(jié)果比較循環(huán)對(duì)稱解和完整模型解比較循環(huán)對(duì)稱解和完整模型解: : 兩種求解法頻率吻合的很好兩種求解法頻率吻合的很好. 注意，頻率較低的振型是每個(gè)注意，頻率較低的振型是每個(gè)諧波指數(shù)的前幾階振型諧波指數(shù)的前幾階振型. 左表采用左表采

32、用36對(duì)稱循環(huán)的模型，對(duì)稱循環(huán)的模型，具有具有560個(gè)單元，個(gè)單元，1960個(gè)自由個(gè)自由度。右表采用的完整模型，具度。右表采用的完整模型，具有有2800個(gè)單元，個(gè)單元，18560個(gè)自由個(gè)自由度度. 對(duì)稱模型的求解時(shí)間不到完整對(duì)稱模型的求解時(shí)間不到完整模型求解時(shí)間的一半模型求解時(shí)間的一半. 結(jié)果文件的大小分別為結(jié)果文件的大小分別為: 1.34 MB 和和 4.16 MB.36 對(duì)稱模型對(duì)稱模型完整模型完整模型DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual第四節(jié)第四節(jié).

33、實(shí)例實(shí)例在該實(shí)例中，你只需建立圖示齒輪的在該實(shí)例中，你只需建立圖示齒輪的一個(gè)齒來計(jì)算整個(gè)齒輪的自然頻率一個(gè)齒來計(jì)算整個(gè)齒輪的自然頻率詳細(xì)情況請(qǐng)參考動(dòng)力學(xué)分析實(shí)例補(bǔ)充詳細(xì)情況請(qǐng)參考動(dòng)力學(xué)分析實(shí)例補(bǔ)充材料材料DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual第五節(jié)第五節(jié). 經(jīng)歷大變形的模態(tài)分析經(jīng)歷大變形的模態(tài)分析什么是具有大變形的模態(tài)分析什么是具有大變形的模態(tài)分析?對(duì)由于在載荷的作用下而產(chǎn)生大變形的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析對(duì)由于在載荷的作用下而產(chǎn)生大變形的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析. .主要應(yīng)

34、用于主要應(yīng)用于 當(dāng)在相對(duì)細(xì)薄的氣輪機(jī)葉片上作用壓力或旋轉(zhuǎn)載荷時(shí)，此載荷易于當(dāng)在相對(duì)細(xì)薄的氣輪機(jī)葉片上作用壓力或旋轉(zhuǎn)載荷時(shí)，此載荷易于使影響自然頻率的螺旋槳松開使影響自然頻率的螺旋槳松開. . 海平面下安裝的管道由于接觸海底導(dǎo)致頻率的改變海平面下安裝的管道由于接觸海底導(dǎo)致頻率的改變. . 壓力載荷下的薄膜分析壓力載荷下的薄膜分析. .DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual大變形的模態(tài)分析與有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析有什么不同大變形的模態(tài)分析與有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析有什么不同

35、? ?有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析，應(yīng)力會(huì)影響自然頻率但變形很小，也就是有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析，應(yīng)力會(huì)影響自然頻率但變形很小，也就是說幾何形狀不變。說幾何形狀不變。 大變形的模態(tài)分析，由于大變形而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的幾何形狀改變很大大變形的模態(tài)分析，由于大變形而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的幾何形狀改變很大，校正后的幾何形狀（除了應(yīng)力）又會(huì)改變其自然頻率和振型。，校正后的幾何形狀（除了應(yīng)力）又會(huì)改變其自然頻率和振型。 具有大變形的模態(tài)分析具有大變形的模態(tài)分析接觸和大變形接觸和大變形DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Trainin

36、g Manual具有大變形的模態(tài)分析具有大變形的模態(tài)分析 步驟步驟五個(gè)主要步驟五個(gè)主要步驟: :建模建?？紤]大變形的靜態(tài)分析考慮大變形的靜態(tài)分析更改幾何形狀到變形后的幾何形狀更改幾何形狀到變形后的幾何形狀使用分步求解過程進(jìn)行模態(tài)分析使用分步求解過程進(jìn)行模態(tài)分析查看結(jié)果查看結(jié)果建模建模:與一般的模態(tài)分析要考慮的問題相同與一般的模態(tài)分析要考慮的問題相同.必須要輸入材料的密度并注意單位制必須要輸入材料的密度并注意單位制.DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual具有大變

37、形的模態(tài)分析具有大變形的模態(tài)分析 靜態(tài)分析靜態(tài)分析 建模建模靜態(tài)分析靜態(tài)分析 選擇分析類型和選項(xiàng)選擇分析類型和選項(xiàng): 確保激活預(yù)應(yīng)力和大變形效應(yīng)確保激活預(yù)應(yīng)力和大變形效應(yīng). 加載加載: 施加靜態(tài)載荷施加靜態(tài)載荷. 求解求解Solution Unabridged Menu Solution Analysis Type Analysis Options DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual具有大變形的模態(tài)分析具有大變形的模態(tài)分析 更新幾何形狀到變形后形狀更新幾何

38、形狀到變形后形狀建模建模具有大變形效應(yīng)的靜態(tài)分析具有大變形效應(yīng)的靜態(tài)分析更新幾何更新幾何在原始的幾何結(jié)構(gòu)中添加來自靜態(tài)分析后的位移在原始的幾何結(jié)構(gòu)中添加來自靜態(tài)分析后的位移.這就創(chuàng)建那一個(gè)新的幾個(gè)模型，對(duì)該新的模型進(jìn)行模態(tài)這就創(chuàng)建那一個(gè)新的幾個(gè)模型，對(duì)該新的模型進(jìn)行模態(tài)分析分析.DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual建模建模大變形的靜態(tài)分析大變形的靜態(tài)分析校正幾何形狀到變形后的形狀校正幾何形狀到變形后的形狀利用分步求解過程進(jìn)行模態(tài)分析利用分步求解過程進(jìn)行模態(tài)分

39、析Step 1. 選擇分析類型和選項(xiàng)選擇分析類型和選項(xiàng)Step 2. 矩陣對(duì)角化矩陣對(duì)角化 ( PSOLVE,TRIANG)Step 3. 計(jì)算特征值計(jì)算特征值 ( PSOLVE,EIGLANB)Step 4. 擴(kuò)展模態(tài)形狀擴(kuò)展模態(tài)形狀 ( PSOLVE,EIGEXP)具有大變形的模態(tài)分析具有大變形的模態(tài)分析 進(jìn)行模態(tài)分析進(jìn)行模態(tài)分析DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual具有大變形的模態(tài)分析具有大變形的模態(tài)分析 進(jìn)行模態(tài)分析進(jìn)行模態(tài)分析步驟步驟1. 分析類型和

40、選項(xiàng)分析類型和選項(xiàng) 設(shè)置分析類型為模態(tài)分析設(shè)置分析類型為模態(tài)分析 選擇模態(tài)提取方法選擇模態(tài)提取方法 ( 推薦推薦Block Lanczos) 選擇模態(tài)提取的數(shù)目選擇模態(tài)提取的數(shù)目DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual具有大變形的模態(tài)分析具有大變形的模態(tài)分析 進(jìn)行模態(tài)分析進(jìn)行模態(tài)分析步驟步驟2. 矩陣對(duì)角化矩陣對(duì)角化 (PSOLVE,TRIANG)Solution Solve Partial SoluDYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMIC

41、S 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual具有大變形的模態(tài)分析具有大變形的模態(tài)分析 進(jìn)行模態(tài)分析進(jìn)行模態(tài)分析步驟步驟3. 計(jì)算特征值計(jì)算特征值 (PSOLVE,EIGLANB)DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual步驟步驟4. 擴(kuò)展模態(tài)擴(kuò)展模態(tài) 擴(kuò)展模態(tài)被作為單獨(dú)的部分來執(zhí)行擴(kuò)展模態(tài)被作為單獨(dú)的部分來執(zhí)行 (即即 FINISH 命令，再進(jìn)入求解器命令，再進(jìn)入求解器)置置 expansion

42、關(guān)鍵詞狀態(tài)為關(guān)鍵詞狀態(tài)為 ON 具有大變形的模態(tài)分析具有大變形的模態(tài)分析 進(jìn)行模態(tài)分析進(jìn)行模態(tài)分析DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual具有大變形的模態(tài)分析具有大變形的模態(tài)分析 進(jìn)行模態(tài)分析進(jìn)行模態(tài)分析步驟步驟4. 擴(kuò)展模態(tài)擴(kuò)展模態(tài)(接上頁接上頁)選擇擴(kuò)展模態(tài)的數(shù)目選擇擴(kuò)展模態(tài)的數(shù)目DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual具有大

43、變形的模態(tài)分析具有大變形的模態(tài)分析 進(jìn)行模態(tài)分析進(jìn)行模態(tài)分析此時(shí)，用戶可以得到模態(tài)分析的標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果文件此時(shí)，用戶可以得到模態(tài)分析的標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果文件步驟步驟4. 擴(kuò)展模態(tài)擴(kuò)展模態(tài)(接上頁接上頁)執(zhí)行分布求解來擴(kuò)展模態(tài)執(zhí)行分布求解來擴(kuò)展模態(tài)DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual模態(tài)模態(tài)4, 頻率頻率= 585.631 Hz模態(tài)模態(tài) 2, 頻率頻率 = 151.584 Hz模態(tài)模態(tài)6 , 頻率頻率=881.08 Hz具有大變形的模態(tài)分析具有大變形的模態(tài)分析 查看結(jié)果查

44、看結(jié)果DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual 具有大變形的模態(tài)分析具有大變形的模態(tài)分析 模態(tài)形狀是基于變形后的幾何形狀的模態(tài)形狀是基于變形后的幾何形狀的. 模態(tài)分析的初始時(shí)刻，忽略非線性特性，而且接觸單元保持其初模態(tài)分析的初始時(shí)刻，忽略非線性特性，而且接觸單元保持其初始的狀態(tài)始的狀態(tài). 例如，本節(jié)的實(shí)例僅提取了相互接觸梁的模態(tài)例如，本節(jié)的實(shí)例僅提取了相互接觸梁的模態(tài). 摩擦系數(shù)的大小決定了接觸單元是否可以滑動(dòng)摩擦系數(shù)的大小決定了接觸單元是否可以滑動(dòng). 用用 “

45、粗糙接觸（粗糙接觸（Rough Contact）” (keyopt(12)=1) 來防止滑動(dòng)來防止滑動(dòng).具有大變形的模態(tài)分析具有大變形的模態(tài)分析 查看結(jié)果查看結(jié)果DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual第六節(jié)第六節(jié). 模態(tài)綜合法模態(tài)綜合法什么是模態(tài)綜合法（什么是模態(tài)綜合法（ Component Mode Synthesis ,CMS）?基于對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)的各個(gè)部件獨(dú)立進(jìn)行模態(tài)分析來達(dá)到對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)基于對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)的各個(gè)部件獨(dú)立進(jìn)行模態(tài)分析來達(dá)到對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析的目

46、的的一種模態(tài)分析方法進(jìn)行模態(tài)分析的目的的一種模態(tài)分析方法.綜合指的是將彼此分開獨(dú)立的工作組合成一個(gè)整體，綜合過程中綜合指的是將彼此分開獨(dú)立的工作組合成一個(gè)整體，綜合過程中要滿足各成分間的兼容性和平衡約束條件要滿足各成分間的兼容性和平衡約束條件.主自由度僅僅在界面節(jié)點(diǎn)中需要主自由度僅僅在界面節(jié)點(diǎn)中需要.DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual模態(tài)綜合法模態(tài)綜合法為什么要使用模態(tài)綜合法呢為什么要使用模態(tài)綜合法呢?要能準(zhǔn)確的分析計(jì)算就勢(shì)必大大增加了模型的規(guī)模要能準(zhǔn)確的

47、分析計(jì)算就勢(shì)必大大增加了模型的規(guī)模.可以并行的對(duì)各個(gè)組件進(jìn)行分析計(jì)算可以并行的對(duì)各個(gè)組件進(jìn)行分析計(jì)算.對(duì)其中一個(gè)組件的修改僅僅需要該組件的參與人來重新分析計(jì)算對(duì)其中一個(gè)組件的修改僅僅需要該組件的參與人來重新分析計(jì)算.可以充分利用可重復(fù)的對(duì)稱的幾何模式的優(yōu)點(diǎn)可以充分利用可重復(fù)的對(duì)稱的幾何模式的優(yōu)點(diǎn).可以建立組件庫，要對(duì)不同組件進(jìn)行裝配，可以方便的訪問組件庫可以建立組件庫，要對(duì)不同組件進(jìn)行裝配，可以方便的訪問組件庫.不同的設(shè)計(jì)組可以在不同的組件上獨(dú)立地工作不同的設(shè)計(jì)組可以在不同的組件上獨(dú)立地工作. DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DY

48、NAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual兩種方法兩種方法 固定界面法和自由界面法固定界面法和自由界面法固定界面法固定界面法（Fixed Interface）是基于固定界面）是基于固定界面CMSOPT,FIX, 來來計(jì)算組件的振動(dòng)模態(tài)的計(jì)算組件的振動(dòng)模態(tài)的自由界面法（自由界面法（Free Interface）是基于不受任何約束的界面）是基于不受任何約束的界面CMSOPT,FREE, 來計(jì)算組件的振動(dòng)模態(tài)的來計(jì)算組件的振動(dòng)模態(tài)的下面主要給出固定界面法的理論知識(shí)，而自由界面法的相關(guān)內(nèi)容請(qǐng)參下面主要給出固定界面法的理論知識(shí)，而自由界面法的相關(guān)內(nèi)容請(qǐng)參考考Modifie

49、d-Hintz Mixed-Boundary Method。模態(tài)綜合法模態(tài)綜合法 概述概述 理論理論DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual模態(tài)綜合法模態(tài)綜合法 概述概述 理論理論組件模態(tài)綜合（組件模態(tài)綜合（CMS）法用一組主自由度）法用一組主自由度, um, 以及一系列模態(tài)以及一系列模態(tài)系數(shù)系數(shù), yd d ,來代替整個(gè)模型的自由度來代替整個(gè)模型的自由度, u.變換關(guān)系下式所示：變換關(guān)系下式所示：dyuTuumsmm 表示主自由度或邊界自由度表示主自由度或邊界

50、自由度 s 表示從自由度或內(nèi)部自由度表示從自由度或內(nèi)部自由度 T 為變換矩陣為變換矩陣 DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual模態(tài)綜合法模態(tài)綜合法 概述概述 理論理論內(nèi)部自由度內(nèi)部自由度, us邊界自由度邊界自由度, umCMS 組件組件組件裝配組件裝配DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual(約束模態(tài)約束模態(tài))(常規(guī)模態(tài)常規(guī)模

51、態(tài))ssmGIT01smsssmKKGsCMS 變換變換 固定法固定法 (自由法見相關(guān)理論手冊(cè)自由法見相關(guān)理論手冊(cè))模態(tài)綜合法模態(tài)綜合法 概述概述 理論理論約束模態(tài)是由于邊界自由度的單位位移而引起內(nèi)部自由度的位移約束模態(tài)是由于邊界自由度的單位位移而引起內(nèi)部自由度的位移常規(guī)模態(tài)是具有固定邊界自由度的組件的模態(tài)形狀常規(guī)模態(tài)是具有固定邊界自由度的組件的模態(tài)形狀DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training ManualCMS 假設(shè)假設(shè), 內(nèi)部自由度的運(yùn)動(dòng)可以由組件的約束模態(tài)以及常規(guī)模內(nèi)部

52、自由度的運(yùn)動(dòng)可以由組件的約束模態(tài)以及常規(guī)模態(tài)的子集來近似，對(duì)一個(gè)特殊的模態(tài)態(tài)的子集來近似，對(duì)一個(gè)特殊的模態(tài),模態(tài)綜合法模態(tài)綜合法 概述概述 理論小結(jié)理論小結(jié)Us = um c + yd d s約束模態(tài)振型約束模態(tài)振型 c 和常規(guī)模態(tài)振型和常規(guī)模態(tài)振型 s 可以在可以在“generation pass.”中來中來確定確定um 和和 yd d 可以在可以在 “use pass” 中來計(jì)算中來計(jì)算 Us可以以可以以在在“expansion pass”中來計(jì)算中來計(jì)算DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS

53、 8.1Training Manual模態(tài)綜合法模態(tài)綜合法 概述概述 文件處理文件處理DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual1.Couple superelements 2. Modal analysisSubStructure 11. Assemble the M, K2. Static reduction3. Modal analysis Superelement 1 Transfer back to physical coordinate of subs

54、tructure 1Transfer back to physical coordinate of substructure 2USE Pass (Step 4)GenerationPass (Step 3)Expansion Pass (Step 5)Partition Model (Steps 1 &2)Transfer back to physical coordinate of substructure NSubStructure 21. Assemble the M, K2. Static reduction3. Modal analysis Superelement 2 S

55、ubStructure N1. Assemble the M, K2. Static reduction3. Modal analysis Superelement N .模態(tài)綜合法模態(tài)綜合法 概述概述 求解步驟求解步驟Assembled Results Display (Step 6)DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual六步六步:建模建模 定義單元組件以及節(jié)點(diǎn)界面組件定義單元組件以及節(jié)點(diǎn)界面組件 Run generation passes on selec

56、ted sets of elementsRun a modal use pass of the assembled substructure.擴(kuò)展組件子結(jié)構(gòu)結(jié)果擴(kuò)展組件子結(jié)構(gòu)結(jié)果.將組件結(jié)果讀入后處理器中將組件結(jié)果讀入后處理器中.模態(tài)綜合法模態(tài)綜合法 步驟步驟DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual 步驟步驟1. 建模建模 從下向上建?；蛘邚纳蠌南孪蛏辖；蛘邚纳舷蛳陆＞上蛳陆＞? 從上向下的建模方式從上向下的建模方式可以從完整的數(shù)據(jù)庫可以從完整的數(shù)據(jù)庫

57、中選擇組件中選擇組件 從下向上的建模方式從下向上的建模方式是為每個(gè)組件建立數(shù)是為每個(gè)組件建立數(shù)據(jù)庫據(jù)庫 提前需要將一個(gè)模型拆提前需要將一個(gè)模型拆分成若干個(gè)組件分成若干個(gè)組件. 如果組件不能共享節(jié)點(diǎn)如果組件不能共享節(jié)點(diǎn)，就需要使其在與其他，就需要使其在與其他組件的交界面上保持一組件的交界面上保持一致以便在致以便在use pass中進(jìn)中進(jìn)行連接行連接模態(tài)綜合法模態(tài)綜合法 步驟步驟(用戶界面形式用戶界面形式)FuselageRight WingLeft WingVertical TailHorizontal TailExample ModelDYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAM

58、ICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual步驟步驟2. 為了方便識(shí)別單元和節(jié)點(diǎn)集，同時(shí)能夠使用為了方便識(shí)別單元和節(jié)點(diǎn)集，同時(shí)能夠使用GUI, 需要?jiǎng)?chuàng)需要?jiǎng)?chuàng)建單元組件和節(jié)點(diǎn)組件建單元組件和節(jié)點(diǎn)組件 對(duì)每一個(gè)對(duì)每一個(gè)CMS組件定義一個(gè)單元組，并為每一個(gè)組件分界面節(jié)點(diǎn)集定義一個(gè)組件定義一個(gè)單元組，并為每一個(gè)組件分界面節(jié)點(diǎn)集定義一個(gè)節(jié)點(diǎn)組節(jié)點(diǎn)組.在這一步組件管理器是非常有用的工具在這一步組件管理器是非常有用的工具 Utility Menu: Select: Component Manager模態(tài)綜合法模態(tài)綜合法 步驟步驟(用戶界

59、面形式用戶界面形式)DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual步驟步驟3. Run generation passes on selected sets of elements求解細(xì)節(jié)求解細(xì)節(jié) 子結(jié)構(gòu)的子結(jié)構(gòu)的Block Lanczos 特征求解特征求解 靜態(tài)數(shù)值縮減靜態(tài)數(shù)值縮減 (Guyan Reduction). 生成后面要使用的文件生成后面要使用的文件 對(duì)對(duì) USE pass: _.sub 對(duì)對(duì) EXPANSION pass: _.cms, _.emat,

60、_.db, 用戶操作用戶操作 命名超單元矩陣文件命名超單元矩陣文件 SEOPT 命令命令 指定指定 CMS 法法 CMSOPT 命令命令 定義定義 CMS 法法: 固定或自由固定或自由 指定模態(tài)數(shù)和頻率范圍指定模態(tài)數(shù)和頻率范圍 指定剛體模態(tài)數(shù)指定剛體模態(tài)數(shù) (僅對(duì)自由法有效僅對(duì)自由法有效.) 定義界面自由度定義界面自由度. M 命令命令 保存數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)庫. 模態(tài)綜合法模態(tài)綜合法 步驟步驟(用戶界面形式用戶界面形式)DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1DYNAMICS 8.1Training Manual步驟步驟3（接上頁）