ansys模態(tài)分析報告及詳細過程

實用標準壓電變換器的自振頻率分析及詳細過程1.模態(tài)分析的定義及其應用模態(tài)分析用于確定設計結構或機器部件的振動特性 (固有頻率和振型 )，即結構的固有頻率和振型，它們是承受動態(tài)載荷結構設計中的重要參數(shù)。 同時，也可以作為其它動力學分析問題的起點，例如瞬態(tài)動力學分析、諧響應分析和譜分析，其中模態(tài)分析也是進行譜分析或模態(tài)疊加法諧響應分析或瞬態(tài)動力學分析所必需的前期分析過程。ANSYS的模態(tài)分析可以對有預應力的結構進行模態(tài)分析和循環(huán)對稱結構模態(tài)分析。 前者有旋轉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)對稱結構的模型來完成對整個結構的模態(tài)分析。ANSYS提供的模態(tài)提取方法有 :子空間法(subspace)、分塊法(blocklancets), 縮減法(reduced/householder) 、動態(tài)提取法 (powerdynamics) 、非對稱法(unsymmetric), 阻尼法(damped),QR阻尼法(QRdamped)等，大多數(shù)分析都可使用子空間法、分塊法、縮減法。ANSYS的模態(tài)分析是線形分析，任何非線性特性，例如塑性、接觸單元等，即使被定義了也將被忽略。模態(tài)分析操作過程一個典型的模態(tài)分析過程主要包括建模、模態(tài)求解、擴展模態(tài)以及觀察結果四個步驟。(1). 建模模態(tài)分析的建模過程與其他分析類型的建模過程是類似的，主要包括定義單元類型、單元實常數(shù)、材料性質(zhì)、建立幾何模型以及劃分有限元網(wǎng)格等基本步驟。(2). 施加載荷和求解包括指定分析類型、指定分析選項、施加約束、設置載荷選項，并進行固有頻率的求解等。指定分析類型， MainMenu-Solution-AnalysisType-NewAnalysis, 選擇Modal。指定分析選項，MainMenu-Solution-Analysis Type-Analysis Options，選擇MODOPT(模態(tài)提取方法〕，設置模態(tài)提取數(shù)量 MXPAND.定義主自由度，僅縮減法使用。施加約束，MainMenu-Solution-DefineLoads-Apply-Structural-Displacement 。求解，MainMenu-Solution-Solve-CurrentLS 。(3). 擴展模態(tài)如果要在POSTI中觀察結果，必須先擴展模態(tài)，即將振型寫入結果文件。過程包括重新進入求解器、激話擴展處理及其選項、指定載荷步選項、擴展處理等。激活擴展處理及其選項，MainMenu-Solution-LoadStepOpts-Expansionpass-SingleExpand-Expandmodes。指定載荷步選項。擴展處理，MainMenu-solution-Solve-CurrentLS 。注意:擴展模態(tài)可以如前述辦法單獨進行，也可以在施加載荷和求解階段同時進行。本例即采用了后面的方法(4). 查看結果模態(tài)分析的結果包括結構的頻率、振型、相對應力和力等文檔大全實用標準所有圖片大小可以自己調(diào)節(jié)實例在開始菜單中啟動MechanicalAPDLProductlauncher，如圖1所示其中WorkingDirectory代表你的工作路徑，也就是所有 ansys的生成文件都存在這個文件加下。而 jobName就代表你所做實例的名字，實例中我們將目錄設為 F盤，工作名設為 model2.最后點擊run運行進入ansys界面。如圖 2所示。文檔大全實用標準圖2定義單元類型拾取菜單 MainM--Preprocessor-Element Type-Add/Edit/Delete, 如圖3所示。然后單擊，圖3然后單擊 add按鈕。如圖 4所示，單擊 ok,選擇solid5單元，這樣就完成了對單元的選擇。然后再單擊圖 3中的close按鈕。文檔大全實用標準圖43. 定義材料屬性拾取菜單 MainMenu-Preprocessor--MaterialProps-MaterialModels. 彈出對話框，如圖5所示。定義相對介電常數(shù)。在右側列表中依次雙擊 "electromagnetic", "relativepermittivity","orthotropic". 輸入相關參數(shù)。圖5在右側再點擊 Density,如圖6所示。定義材料的密度。密度為 7500，單擊ok。圖6在右側在依次點擊“ Piezoelectrics”“Piezoelectricmatrix”定義壓電應力矩陣，如圖 7所示。輸入相關參數(shù)。單擊 ok。文檔大全實用標準圖7在右側列表中依次雙擊 "Structural","Linear","Elastic","Anisotropic" 如圖8所示，定義各向異性彈性矩陣設置，輸入?yún)?shù)，單擊 ok。圖8點擊Material-Exit完成對材料的定義。4.建模選取菜單 Parameters-ScalarParameters 在selection中輸入L=10E-3然后點擊 accept，再輸文檔大全實用標準入h=20e-3,點擊accept，按照相同的步驟輸入， w=10e-3,a3=1000.如圖9所示。圖9點擊close。拾取菜單MainMenu-Preprocessor–Modeling-Create-Keypoints-InActiveCS彈出對話框，如圖10所示，輸入1,創(chuàng)建關鍵點1，坐標為0,0,0.點擊apply。圖10再輸入如圖 11所示圖11點擊apply。輸入圖 12所示。文檔大全實用標準圖12圖13建立四個關鍵點。復制關鍵點選取 modeling-copy-keypoints 彈出選框，如圖 14所示。點擊 pickall彈出圖15所示的選框，輸入?yún)?shù)，單擊 ok。復制一份，向 z軸偏移距離為 H。圖14 圖15改變視角 選取plotctrls-panzoomrotate-iso 然后點擊 close是原始坐標系不顯示 選取plotctrls-windowscontrols-windowsoptions 如圖16所示選取noshown 點擊ok。文檔大全實用標準圖16創(chuàng)建直線 MainMenu-Preprocessor –Modeling-Create-line-line-straightline選取點1和5，點擊ok。劃分直線網(wǎng)格，分為 4份。MainMenu–Preprocessor -meshing-sizecntrls-manualsize-line -alllines, 如圖17所示，點擊 ok。圖17通過關鍵點創(chuàng)建面， MainMenu-Preprocessor –Modeling-Create-areas-arbitrary-throughkps 彈出選框，選取點 1,2,3,4 。通過面拉伸體， MainMenu-Preprocessor –Modeling-operate-extrude-areas-alonglines 彈出選框，選取剛才那個形成的面，單擊 ok，然后再選取前面我們建立的線，點擊ok，形成的體如圖 18所示。文檔大全實用標準圖18網(wǎng)格劃分顯示線號 plotctrls-numbering linenumbers 前打鉤。點擊 ok。圖19所示圖19顯示線 plot-lines選取meshing-meshtool 如圖20所示。選取 line 后邊的set 彈出選框，選取線 11.和13，單擊ok，彈出如 21所示，輸入 2，單擊ok。劃分為兩部分。文檔大全實用標準圖20 圖21選取hex ，mapped,點擊meshtool 中的mesh彈出選框，選取體，單擊ok。如圖22所示。圖22施加約束選取節(jié)點 select-entities 彈出如圖 23所示的對話框 ,點擊ok。文檔大全實用標準圖23拾取菜單 MainMenu--Solution-DefineLoads-Apply-Structural-Displacement-symmetryb.c-onnodes 彈出圖24選框，單擊 ok。圖24同理約束 y軸，將圖 24中改為y軸，單擊 ok。分析類型拾取菜單 MainMenu-Solution-AnalysisType-NewAnalysis 。彈出對話框，選擇 "TypeofAnalysis" 為"Modal", 單擊"OK"按鈕。8. 指定分析選項拾取菜單 MainMenu-Solution-Analysis Type-Analysis Options。彈出對話框，在 "No.ofmodestoextract" 文本框中輸入 10.擴展模態(tài)數(shù)為 10如圖25所示，單擊 ok。文檔大全實用標準圖25頻率范圍 50000到150000,圖26所示,單擊ok。圖26約束z=0和z=h的面的節(jié)點電壓為 0.選取節(jié)點 select-entities 彈出如圖 27所示的對話框 ,點擊ok。圖27 圖29文檔大全實用標準拾取菜單 MainMenu--Solution-DefineLoads-Apply -electric-boundary-voltage-onnode如圖28所示，單擊 ok。圖28同理定義z=h，電壓為 0.如圖29.所示施加約束時，先選取該面上的節(jié)點，然后直接施加就是該面的約束。在每一步施加約束時，我們都先選擇該面上的節(jié)點后再施加。 圖23,27,29都是選擇相應面上的節(jié)點。 然后是假載荷，不然施加的是全部節(jié)點。9.求解拾取菜單 MainMenu-Solution-Solve-CurrentLS 。單擊“SolveCurrentLoadStep ”對話框的“OK”按鈕。出現(xiàn)“Solution isdone!”提示時，求解結束，即可查看結果了。列表固有頻率拾取菜單 MainMe-GeneralPostproc-ResultsSummary 。彈出窗口，列表中顯示了模型的前10率，可以看出結果雖然存在一定的誤差，但與解析解是基本符合的。查看完畢后，關閉該窗口。拾取菜單MainMenu-GeneralPostproc-ReadResults-FirstSet用動畫觀察模型的一階模態(tài)拾取菜單UtilityMenu-PlotCtrls-Animate-ModeShape 。彈出對話框，單擊“ OK”按鈕。觀察完畢，單擊“ AnimationController ”對話框的"close" 按鈕13.觀察其余各階模態(tài)拾取菜單 MainMenu-GeneralPos