workbench-模态分析实例

模态分析作业5ANSYSWorkbench-SimulationANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench---SimulationSimulationSimulationWorkshopSupplement模态分析July3,2006Inventory#002022WS2-2作业5–目标•我们的目标是研究由R18钢(18gagesteel)制造的发动机外壳振动分析,如图所示的外壳固定在操作频率100Hz的设备上.•特别指出的是,出于生产效率的考虑,我们想看看通过将外壳上紧固件的数目从5个减少为4个后所产生的影响.ANSYSWorkbench-SimulationANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench---SimulationSimulationSimulationWorkshopSupplement模态分析July3,2006Inventory#002022WS2-3作业5–假设•外壳模型被安置在一圆柱筒上,并被约束在所示的螺栓孔位置.为模拟这个区域,与圆筒接触表面已被如下地划分.我们将在这一表面用无摩擦的支座(FrictionlessSupport)来进行模拟.无摩擦的支座(FrictionlessSupport)是一种垂直作用于工作表面上的约束,因此,它允许轴向与切向的运动而约束径向运动.•为了模拟螺栓联接,可在螺栓孔边缘使用固支(fixedsupport)SplitSurfaceANSYSWorkbench-SimulationANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench---SimulationSimulationSimulationWorkshopSupplement模态分析July3,2006Inventory#002022WS2-4作业5–起始界面•选择“Alinktoageometryfileonmycomputerornetwork”,并在资源管理器中选择“Motor_cover_5.x_t”.•调用project“MotorCover”,文件的路径由讲解教师指定.•“Openanewsimulationbasedontheselectedgeometry”.•当DS启动后,点击窗口右上角的”X”,以关闭模板菜单.•在我们对此模型操作前,我们同时想插入一个带四个孔的模型.这将允许我们能实时对比两个模型的各项结果.ANSYSWorkbench-SimulationANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench---SimulationSimulationSimulationWorkshopSupplement模态分析July3,2006Inventory#002022WS2-5作业5-Project界面1.点击Workbench界面上端的Project菜单.–注意:右边的层包含着此Project菜单中所用到文件,而左边则包含着修改此Project的各种选项.2.在文件列表中,点击如图所示的Project的顶部.3.点击“Browse”找到文件“Motor_cover_4.x_t”,并点击“Open”.123ANSYSWorkbench-SimulationANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench---SimulationSimulationSimulationWorkshopSupplement模态分析July3,2006Inventory#002022WS2-6...作业5-Project界面•第二模型文件将出现在文件列表中,点击它.4.在左边任务栏中选择“Createanewsimulation”.4ANSYSWorkbench-SimulationANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench---SimulationSimulationSimulationWorkshopSupplement模态分析July3,2006Inventory#002022WS2-7作业5–创建•注:当DS启动后,目录树中将出现两个模型的分支条.出于培训的考虑,我们将采用通用的文件格式(Parasolid).在可用的CAD系统界面中,用户可对CAD模型进行修改,并实时“更新(Update)”DS模型.使用这种方法,各种不同的版本的模型都能用同一建型工具来分析.5.当DS界面打开后,选择“U.S.Inchpound”单位系统–“UnitsU.S.Customary(in,lbm,psi,F,s)5ANSYSWorkbench-SimulationANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench---SimulationSimulationSimulationWorkshopSupplement模态分析July3,2006Inventory#002022WS2-8...作业5-创建•我们所选择的两个模型现正包含在分别独立的模型分支栏中(model与model2),为了使对比更显直观些,可通过鼠标右标(RMB)点击各模型分支条,以改变其命名,如下:–Model=“5HoleCover”–Model2=“4HoleCover”ANSYSWorkbench-SimulationANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench---SimulationSimulationSimulationWorkshopSupplement模态分析July3,2006Inventory#002022WS2-9作业5–前处理•由于模型是由几何表面组成,我们可用壳单元来对各部件进行网格划分.前处理的第一个任务是在两个模型的分支中都指定各部件的厚度.6.点击”5HoleCover”的”Part1”分支条.•注意:当前”厚度(Thickness)”框中显示为黄色,表明它未被定义.7.左键点击”厚度(Thickness)”框,并设置”厚度(Thickness)”=0.05in•在”4HoleCover”重复上面的操作步骤.67ANSYSWorkbench-SimulationANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench---SimulationSimulationSimulationWorkshopSupplement模态分析July3,2006Inventory#002022WS2-10作业5–环境8.在“5HoleCover”中点击“环境(Environment)”.9.选择被切分的表面,鼠标右健(RMB)应用“无摩擦支座(FrictionlessSupport)”(确认在面选择模式下)–“InsertFrictionlessSupport”98SplitSurfaceANSYSWorkbench-SimulationANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench---SimulationSimulationSimulationWorkshopSupplement模态分析July3,2006Inventory#002022WS2-11...作业5–环境•切换到边选择模式下10.按住CTRL键,同时选择每个孔的边缘.11.在视图窗中点击鼠标右键(RMB),施加“FixedSupport”.•RMB:“InsertFixedSupport”.1011ANSYSWorkbench-SimulationANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench---SimulationSimulationSimulationWorkshopSupplement模态分析July3,2006Inventory#002022WS2-12作业5–建立求解•记住:当求解结构问题时,我们要求解多个应力、应变、位移。由于我们希望确定模型的固有频率，往往需要适当数目的求解结果。为了求解固有频率，我们需要使用到工具“FrequencyFinder”.12.点击求解的分支条，并点击–RMB:“InsertFrequencyFinder”12ANSYSWorkbench-SimulationANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench---SimulationSimulationSimulationWorkshopSupplement模态分析July3,2006Inventory#002022WS2-13...作业5–建立求解•重点：第9至12步，是完成“5HoleCover”的“环境（Environment)”的设置，在求解前，我们需要用同样的边界条件来完成“4HoleCover”的设置.13.点击“4HoleCover”模型的“环境（Environment)”分支条。•重复第9至12步以完成第二个“环境（Environment)”的设置。13ANSYSWorkbench-SimulationANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench---SimulationSimulationSimulationWorkshopSupplement模态分析July3,2006Inventory#002022WS2-14作业5–求解•在每个模型的各项设置都完成后，我们将准备进行求解，逐一检查所有分支条前面的状态符。所有状态符应为以下其一：–带电符号（待查）–绿色钩对号（完成）•对两个模型进行求解。14.点击“Project”分支条，并求解两模型。•RMB:“Solve”•注：从“Project”分支条中进行求解，会将所有未求解的待求项求解。如果我们只希望求解其中一项，只须点击这些选项的分支条然后求解。ANSYSWorkbench-SimulationANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench---SimulationSimulationSimulationWorkshopSupplement模态分析July3,2006Inventory#002022WS2-15作业5–结果•在两个求解求完成后，展开工具“FrequencyFinder”(点击此分支条左边的“+”）•点击每个频率结果，将会显示出具有代表性的结果图形。•在每一频率的明细表中还将显示出其模态的频率。ANSYSWorkbench-SimulationANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench---SimulationSimulationSimulationWorkshopSupplement模态分析July3,2006Inventory#002022WS2-16...作业5–结果•为了获得每一结果综合的显示，我们可通过“Worksheet”来实现。选中其中一个“FrequencyFinder”分支条，再点击“Worksheet”菜单。对其它的结果，可重复以述操作。ANSYSWorkbench-SimulationANSYSWorkbenchANSYSWorkbenchANSYSWorkbench---SimulationSimulationSimulationWorkshopSupplement模态分析July3,2006Inventory#002022WS2-17作业5–评论•记住：–在模态变形中的位移并不真实地反映实际的位移情况。真实的位移取决于系统能量的输出。