有限元谐响应分析.doc

_谐响应分析实例如下图所示，弹簧质量系统受力示意1图，载荷F(t)随时间变化如图2所示，起频率变化范围为0到9Hz。弹簧的刚度系数k1=k2=k3=300N/m，质量块M1=M2=1kg，F0=300N。求系统的位移频率响应。 图1 图2操作过程1. 定义工作文件名和工作标题（1） 定义工作文件名。 GUI：Utility MenuFileChange Jobname。弹出下图对话框，在此出现的对话框输入“xie111”，并将“New long and error file”复选框选为“yes”，单击【ok】按钮。 图1定义工作文件名（2）定义工作标题。GUI：Utility MenuFileChange Title命令。在出现的对话框中输入“xie666”，单击【ok】按钮，如下图。图2 定义工作标题2. 定义单元格GUI：Main MenuPreprocessorElements TypeAdd/Edit/Delete在弹出的对话框，单击add按钮，弹出对话框，选择左边滚动窗口中的“Combination”，从而选择右边滚动窗口中的“Spring-damper 14”，“Element type reference number”采用默认1.如图所示单击apply按钮。在左边滚动栏中继续选择“Structural”及其下的“Mass”，在右边选择“3D mass 21”如图所示。图3 单元定义对话框图4 单元设置对话框3. 定义实常数 GUI：Main MenuPreprocessorReal ConstantAdd/Edit/Delete。 弹出Real Constant对话框，单击Add按钮，弹出Element Type for Real Constant对话框，选择“Type 1 COMBIN14”单击ok，弹出对话框，设置单元实常数为1，按ok按钮关闭对话框。 单击RealConstants对话框的Add按钮，弹出Element Type for Real Constant对话框，选择列表中的“Type 2 MASS21”单击ok按钮，弹出如图对话框，设置单元实常数为2。单击ok按钮，然后关闭对话框。图5定义单元实常数1对话框图6定义单元实常数2对话框4. 创建有限元模型 （1）创建节点 GUI:Main MenuPreprocessorModelingCreateNodesIn Active CS 弹出对话框，在NODE Node number中输入1.在X，Y，Z Location in active CS中依次输入0，0，0；单击ok按钮。按照上述方法，依次生成节点4（1，0，0）。图7节点4的创建 （2）插入新节点 GUI:Main MenuPreprocessorModelingCreateNodesFill between Nds，弹出对话框，在输入栏输入“1，4”单击ok按钮弹出一个对话框，如图设置，单击ok按钮。图8在节点1与4插入节点对话框（3） 创建单元 GUI:Main MenuPreprocessorModelingCreateElementsAuto NumberedThru Node 弹出拾取对话框，在屏幕上拾取1，2两个节点，单击Apply，同理拾取2，3节点，3，4节点，单击ok按钮。图9直线生成 （4）设置单元格属性 GUI：Main MenuPreprocessorModelingCreateElementsElem Attribute 弹出对话框，在对话框中选择“2 MASS21”，在“Real constant set number”选择2，其他默认，单击ok按钮。图10单元属性对话框设置 （5）创建质量单元GUI:Main MenuPreprocessorModelingCreateElementsAuto numberedThru Nodes。 弹出对话框，分别拾取点2，单击Apply，拾取3点，单击ok按钮，单击工具栏的SAVE-DB按钮。5. 加载求解 （1）. GUI：Main MenuSolutionAnalysis TypeNew Analysis在弹出对话框中选取“Harmonic”，单击ok按钮。 （2）.GUI：Main MenuSolutionAnalysis TypeAnalysis Options弹出对话框，按下图进行设置。接着弹出对话框，单击OK按钮接受默认选项。图11 谐响应分析对话框设置图12完全谐响应分析对话框设置 （3）.设置输出选项 GUI:Main MenuSolutionLoad Step OptsOuput CtrlsSolu Printout弹出对话框，选中“Last substep”单击ok按钮。如下图。图13求解输出控制对话框设置 （4）.设置时间子步选择 GUI:Main MenuSolutionLoad Step OptsTime/FrequenceFreq and Substeps。 弹出对话框，按照下图填写。图14时间子步选项设置 （5）.施加边界条件 GUI:Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Node。弹出拾取对话框，单击pick All选择“UY”，单击ok按钮，关闭对话框。图15所有节点上施加X方向的约束 （6）.GUI:Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Node。弹出对话框拾取节点1，4，单击ok按钮，按下图设置。图16在节点1，4上施加X方向的约束 （7）施加载荷 GUI:Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Node。弹出拾取对话框，在输入栏输入2，单击ok按钮，弹出图形，安下图进行设置。图17在节点2上设置集中载荷 （8）谐响应分析求解。 GUI:Main MenuSolutionSolveCurrent LS 求解结束弹出Solution is done，关闭对话框。图186. 观察时间历程几处理结果 （1）GUI:Main MenuSolutionAnalysis TypeNew Analysis在弹出对话框中选取“Harmonic”，单击ok按钮。 （2）定义时域变量 GUI:Main MenuTimeHist PostproDefine Variables在弹出的对话框中单击Add按钮，按照下图配置。，设置2和3节点的时间历程后处理变量。定义完毕后，单击close按钮。图19添加时间历程后处理变量图20定义节点2的时间历程后处理变量图21定义节点3的时间历程后处理变量图22定义时间历程变量对话框图23时间历程变量图形显示设置（3） 绘制变量图 GUI:Main MenuTimeHist PostproGraph Variables弹出对话框，按图示进行设置，单击ok按钮，显示位移-频率响应曲线。图24 位移-频率响应曲线7.保存结果 GUI:【Utility Menu】/【File】/【Save as Jobname.db】。命令流/BATCH /COM,ANSYS RELEASE 15.0 UP20131014 12:35:02 11/27/2016/TITLE,xie666 /PREP7 !* ET,1,COMBIN14 !* ET,2,MASS21 !* R,1,300,0.1, , , , ,RMORE, ,!* !* R,2,1, , , , , ,!* /REPLOT,RESIZE N,1,0,0,0, N,4,1,0,0, !* FILL,1,4,2, , ,1,1,1, !* FLST,2,2,1 FITEM,2,1 FITEM,2,2 E,P51X FLST,2,2,1 FITEM,2,2 FITEM,2,3 E,P51X FLST,2,2,1 FITEM,2,3 FITEM,2,4 E,P51X SAVETYPE, 2 MAT,REAL, 2 ESYS, 0 SECNUM, TSHAP,LINE !* E, 2 E, 3 SAVEFINISH /SOL!* ANTYPE,3!* !* HROPT,FULL HROUT,OFF LUMPM,0 !* EQSLV, ,1e-008, PSTRES,0!* !* OUTPR,BASIC,LAST, HARFRQ,0,9, NSUBST, , KBC,1 !* FLST,2,4,1,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-4 !* /GO D,P51X, , , , , ,UY, , , , ,FLST,2,2,1,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,4 !* /GO D,P51X, , , , , ,UX, , , , ,FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,2 !* /GO F,P51X,FX,300, /STATUS,SOLUSOLVE RESUME,xie111,dbb,. RESUME,xie111,db,./INPUT,WebpageIcons,db,. FINISH ! /EXIT,MODEL /BATCH /COM,ANSYS RELEASE 15.0 UP20131014 13:31:04 11/27/2016/TITLE,xie666 /REPLOT,RESIZE /PREP7 !* ET,1,COMBIN14 !* ET,2,MASS21 !* R,1,300,0.1, , , , ,RMORE, ,!* !* R,2,1, , , , , ,!* N,1,0,0,0, N,4,1,0,0, !* FILL,1,4,2, , ,1,1,1, !* FLST,2,2,1 FITEM,2,1 FITEM,2,2 E,P51X FLST,2,2,1 FITEM,2,2 FITEM,2,3 E,P51X FLST,2,2,1 FITEM,2,3 FITEM,2,4 E,P51X TYPE, 2 MAT,REAL, 2 ESYS, 0 SECNUM, TSHAP,LINE !* E, 2 E, 3 FINISH /SOL!* ANTYPE,3!* !* HROPT,FULL HROUT,OFF LUMPM,0 !* EQSLV, ,1e-008, PSTRES,0!* !* OUTPR,BASIC,LAST, HARFRQ,0,9, NSUBST,30, KBC,1 !* FLST,2,4,1,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-4 !* /GO D,P51X, , , , , ,UY, , , , ,FLST,2,2,1,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,4 !* /GO D,P51X, , , , , ,UX, , , , ,FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,2 !* /GO F,P51X,FX,300, /STATUS,SOLUSOLVE !* !* !* FINISH /SOLUTION ANTYPE,3!* FINISH /POST26 FILE,xie111,rst,. /UI,COLL,1 NUMVAR,200 SOLU,191,NCMIT STORE,MERGE PLCPLX,0PRCPLX,1FILLDATA,191,1,1 REALVAR