ANSYS动力学分析指南 模态分析 §1.13.1.2GUI方式分析过程 第1步:指定分析标题并设置分析范畴 1.选取菜单途径 Utility Menu>Fle> Change Title 2.输入文字“ Modal analysis of a model airplane wing”,然后单击OK 选取菜单途径 Main menu> Preference 4.单击 Structure选项使之为ON,单击OK。 第2步:定义单元类型 1.选取菜单途径 Main menu> Preprocessor> Element Type> Add/Edit/Delete 2. Element Types对话框将出现 3.单击Ad。 Library of Element Types对话框将出现。 4.在左边的滚动框中单击“ Structural solid 5.在右边的滚动框中单击“Quad4node42” 6.单击 Apply 7.在右边的滚动框中单击“Brck8node45” 8.单击OK 9.单击 Element Types对话框中的 Close按钮。 第3步:指定材料性能 1.选取菜单途径 Main menu> Preprocessor> Material Props> Constant- tropic. Isotropic Material Properties对话框将出现 2.在OK上单击以指定材料号为1。第二个对话框将出现 3.输入EX为3800。 4.输入DENS为1.033e-3。 5.输入NUXY为0.3。 6.单击OK。 第4步:在给定的位置生成关键点 1.选取菜单途径 Main menu> Preprocessor> Modeling-Creat> Keypoints>In Active Cs。 Creat Keypoints in Active Coordinate System对话框将出现 2.输入 Keypoint number(关键点号)为1,XYZ位置分别为000。可用TAB键在输入区之 间移动 3.单击 Apply 4.对下面的关键点及X,Y,Z位置重复这一过程: 关键点2:2,0,0 关键点3:23,02,0 关键点4:1.9,45,0 关键点5:1,25,0 5.输入完最后一个关键点后,单击OK 6.选取菜单途径 Utility Menu>PlotCtrls> Window Controls> Window Options 7.在 Location of triad滚动框中,找到“ Not shown”并选中它 9.选取菜单途径 Utility Menu> Plot Ctrl>Numbering。 10.单击 Keypoint numbering使之成为oN,然后单击O,在 ANSYS图形窗口中将出现带有编 第23页
ANSYS动力学分析指南 模态分析 号的关键点。 第5步:在关键点间生成直线和样条曲线 1.选取菜单途径 Main Menu>preprocessor> Modeling-Create- Lines- Lines> Straight Line。拾取菜 单( Picking Menu) Create Straight Lines将出现。 2.在关键点1和2上按顺序各单击一次。在关键点间将出现一条直线 3.在关键点5和1上按顺序各单击一次。在关键点间将出现一条直线。 4.在拾取菜单中单击OK。 5.选取菜单途径 Main menu> Preprocessor>- Modeling- Create>-Lines- Splines>With options> Spline thru kps。拾取菜单B_ Spline将出现。 6.按顺序选中关键点2345,然后单击OK。B_ Spline对话框将出现 7.输入XV,YV1,EV1分别为-1,0,0,XV6,YV6EV6分别为-1,,25,0 8.单击OK。机翼的曲线部分将出现在图中。 第6步:生成横截面 1.选取菜单途径 Main menu> Preprocessor>- Modeling-Create>- Areas- Arbitary> By lines。拾取菜 单 Create Area by lines将出现 2.单击所有的三条线各一次 3.单击OK。线围成的面将以高亮度显示出来 4.在 ANSYS Toolbar上单击 SAVE DB 第7步:指定网格密度并对面进行网格划分 1.选取菜单途径 Main menu> Preprocessor> meshing- Size cntrS> ManualSize-Global-Size Global Element Size对话框将出现 2.在 element edge length(单元边长)处输入0.25 3.单击OK。 4.选取菜单 Main Menu> Preprocessor>-Meshing-Mesh> Areas-Free。拾取菜单 Mesh areas将出 现。 5.单击 Pick all(如果出现警告框,单击 close。请看下面的注释。) 注意一在这个例子中采用 PLANE42单元是为了让 ANSYS/ED版用户也能做此实例。但使用这种 单元会导致如下警告:" he mesh of area I contains PLANE42 triangles, which are much too stiff in bending. Use quadratic(6or8 noded) elements if possible.."如果当前使用的不是 ANSYS/ED版, 可以用 PLANE82单元进行分析。 6.在 ANSYS Toolbar上单击 SAVE DB 第8步:设置线被划分的段数 1.选取菜单途径 Main menu> Preprocessor>-Meshing-Shape&Size> Global-Size. Global element Sizes对话框将出现。 2.在 Number of element divisions处输入10。 3.单击OK。 第9步:将带网格的面拉伸成带网格的体 1.选取菜单途径 Main menu> Preprocessor.>- Attributes-Define> Default Attribs. Meshing Attributes 对话框将出现。 第24页
ANSYS动力学分析指南 模态分析 2.在 element type number处输入2 3.单击OK。 4.选取菜单途径 Main Menu> Preprocessor> Modeling-Operate> Extrude/ Sweep>- Areas- By XYZ Ofet拾取菜单 Extrude Area by Offset将出现 5.单击 Pick All。 Extrude areas by XYZ Offset对话框将出现 6.在 offset for extrusion处输入0,0,10 7.单击OK。(如果出现警告框,单击 close。请看下面的注释。) 注意一在这个例子中采用SOLD45单元是为了让 ANSYS/ED版用户也能做此实例。使用这种单 元会导致如下“告: he mesh of volume I contains SOLID45 degenerate elements,, which are much too stiff in bending. Use quadratic elements if posssble.".如果当前使用的不是 ANSYS/ED,可以用 SOLⅠD95单元进行分折。 8.选取菜单途径 Utility Menu> PlotCtrls.>Pan,Zoom, Rotate s 9.单击“ISO”,然后单击 close 10.在 ANSYS Toolbar上单击 SAVE DB 第10步:进入求解器并指定分析类型和选项 选取菜单途径 Main menus solution> Analysis Type-New Analysis。 New Analysis对话框将出 现 2.选中 Modal analysis,然后单击OK 3.选取菜单途径 Main menu> Solutionz- Analysis Options, Modal Analysis对话框将出现。 4.选中 Subspace模态提取法, 5.在 Number of modes to extract处输入5。 6.单击OK。 Subspace Modal Analysis对话框将出现 单击OK接受缺省值。 第11步:释放已选的 PLANE42单元 应当释放用于2-D面网格划分的 PLANE42单元,因为它们不必参与分析 1.选取菜单途径 Utility Menu> Select> Entities. Select Entities对话框将出现。 2.在对话框上部的两个滚动框中,选取“ Elements”和“ By Attribute” 3.单击 Elem type num选项使之成为ON。 4.在Min,Max,nc区输入单元类型号为1 5.单击 Unselect选项使之成为ON 6.单击 Apply 第12步:对模型施加约束 1.选取菜单途径Uili! y Menu> Select> Entities. Select Entities对话框将出现。 2.在对话框上部的两个滚动框中,选“ Nodes”和“ By Location”。 3.单击 Zcoordinates选项使之为ON。 4.在Min,Max区输入Z坐标为0。 5.单击 From Full选项使之为ON。 6.单击 Apply 7.选取菜单途径 Main menu> Solution> Loads-Apply>- Structural- Displacemen> On Nodes。拾取 第25页
ANSYS动力学分析指南 模态分析 菜单 Apply U, ROT on Nodes将会出现 8.单击 Pick Allo Apply U, ROT on nodes对话框将出现。 9.单击“A自由度(DOF)” 10.单击OK。 11.在 Select entities对话框中的第二个滚动框中选取“ By Num/Pick"”。 12.单击 Sele all 13.单击 Cancel 第13步:指定要扩展的模态数并求解 1.选取菜单途径 Main menu> Solution>- Load Step Opts- Expansion Pass>Expand Modes。 Expand Modes对话框将出现 在 number of modes to expand处输入5。 3.单击OK 4.选取菜单途径 Main menu> Solution> Solve-Current Ls。浏览在/STAT命令对话框中出现的信 息,然后使用Fie> Close关闭该对话框。 5.单击OK。在出现警告“ A check of your model data produced2 I warmings. Should the solv command be executed?”时单击Yes 6.在出现警告“ A check of your model data produced I Warning。 Should the solv command be xecuted?”时单击Yes 7.求解过程结束后单击 close 第14步:列出固有频率 1.选取菜单途径 Main Menu>General Postproc> Results Summary。浏览对话框中的信息然后用 Fle> Close关闭该对话框。 第15步:观察解得的五阶模态 在XMo系统中 1.选取菜单途径 Main menu> General Postproc>- Read Results-First set 2.选取菜单途径 Utility Menu> Plotctrls> Animate> Mode Shape Animate Mode shape对话框将出 3.在 time delay< seconds>处输入.05。 4.单击OK。 Animation Controller对话框将会出现,动画开始播放。 5.单击Stop停止动画播放 6.选取菜单途径 Main menu> General Postproc> Read results- Next Set 7.选取菜单途径Utli! y Menu> Plot:> Animate>Mode Shape Animate Mode Shape对话框将出 现 8.单击OK接受先前的设置。动画开始播放。 单击Siop停止动画播放。 10.对剩余的三个模态重复步骤6~9 在 Windows NT或 Windows96系统中 1.选取菜单途径 Main menu> General Postproc> Read results- First set 2.选取菜单途径 Utility Menu> PlotCtrls> Animate>Mode Shape。 Media Player-file avi对话框将出 现 3.在对话框中选择 EditOptions。 Options对话框将会出现 第26页
ANSYS动力学分析指南 模态分析 单击 et”然后单击OK 5.单击 Play toolbar上的按钮()观察动画播放。 单击 Stop toolbar上的按钮(■)。 7.选取菜单途径 Main menu> General Post Proc> Read Results-Next Set 8.选取菜单途径 Utility Menu> Plot curls> Animate> Mode shape 9.单击 Play toolbar上的按钮观察动画。 10.单击 Stop toolbar上的按钮 11.对剩余的三个模态重复步骤7~10。 第16步:退出 ANSYS 在 ANSYS Toolbar中选QUIT。 2.选Quit- No Save! 3.单击OK。 §1.13.1.3批处理或命令方式的命令流 可以用下面的 ANSYS命令流代替GUI选择来进行模型飞机机翼的模态分析。以感叹号(!)开 头的条目是注释。 FINISH CLEAR /FILNAM, MODAL /TITLE, Modal Analysis of a Model Airplane wing /PREP7 ET 1 PLANE42 Define PLANE42 as element type 1 ET. 2. SOLID45 Define SoLID45 as element type 2 MPEX,1,38000 MP,DENS,1,1.033E-3 APNUXY. 1.3 Define keypoint l at 0,0,0 K,2,2 Define keypoint 2 at 2,0,0 K,3,23,2 Define keypoint 3 at 2.3,. 2,0 K,4,1.9,45 Define keypoint 4 at 1.9,. 45,0 Define keypoint 5 at 1. 25,0 LSTR, 1, 2 Create a straight line between keypoints I and 2 LSTR, 5.1 Create a straight line between keypoints 5 and I BSPLIN, 2, 3, 4,5,,, -1, - 25 Create a B-spline AL,1,3,2 ESIZE. 25 MESE ESIZE.10 TYPE 2 VEXT,ALL,,10 MEW,,,I JANG,I /REP