车架的模态分析知识讲解

1、车架的模态分析Frame模型的模态分析班级：T943-1姓名：王子龙学号：20090430124Frame模型的模态分析T943-1-24 王子龙 20090430124、模型问题描述1、如图所示1,机架为一焊接件，材料为结构钢，在两根长纵梁的八个圆孔内表面采用CylinderSupport约束，分析结构的前 6阶固有频率。2、在短纵梁2另一侧增加一短纵梁，使其于短纵梁1对称，分析新结构的前 6阶固有频率，并与原结构对比。图1机架模型二、模型分析（一）无预紧力情况1 、导入模型：打开 ANSYS Workbench从左侧工具栏中双击 Modal （ANSYS ,右击A3项，右键选择 Impor

2、t Gemetry fBrowse,找到文件 Frame.x_t点击打开，然后双击 A4栏，打开 Mechanical窗 口。2、施加约束：选择左侧结构树中的Modal,选择两根长纵梁的八个圆孔内表面，右键选择 Insert -Cylindrical Support ,如图 2 所示。ScopeScoping MethodGrometr>' SelectionGeo metry£ face-sDefinitionTypeCylindrical SupportRadialFixedAxialFncedTangentialFixed5-up pressedNo图2八圆孔内表

3、面施加约束3、在solution (A6)中插入Toal Deformation ，点击Solve求解，求解结果如图 3所示。TelgfciEiediTp'pa: T"ctjl IWFarmflfeiari 口叫UfGli石配N Ri |_|ri nunTe轲匕%.amansuLi wwmt MHM UT-3039期心 LTKI &w却 MM2 汩眸装 25T56JUrtaE 遍* 司 *111 -ModeFrquenty Hs1工296.772*381.673£422.21A4624,4355.647.166r.657.56图3无应力时的变形图及 6阶频率

4、(二)有预紧力情况1、回到 Workbench界面，从左侧工具栏中的Static Structural(Ansys) 拖至A4栏，如图4所示，双MM击B5栏，进入 Mechanical窗口。5款釉3¥*5祠 SafciUon/上7 Rd 区*j3 £l Xfl* F图 4 拖才Static Stuctual(ANSYS) 到 A42、按住shift ”键，选择A5分支中Cylindrical Support ,右键选择 Copy,右键单击 B5项，选择Paste。3、在Static Structual(B5)中施加载荷：选择焊接件底面insert fForce, Force

5、=4000N,如图5所5:里alk StrucEini他用钊飞TimMSUf2 M/tl/niq 力 T十由IlECjXi,TO-flO£»peStoping F/ethodGeometry SekctiunGeometry工 Faceef niticnTypeFo rce-Define ByVector111 Magnitude4000. N tramped JjJDirectionClick to ChangeSuppressedNo图5施加预紧力4、在 Solution(B6)中插入 Equivalent Stress ，点击 Slove 求解，如图 6 所示区朝州收

6、簟!取皿mi (a NffY-ff)Fqy|v nrrJM-s- i 皿,展工节UiL MPa君则理赭同川3M19116.?±31述M mi, 日二mvmCDUAT9 MinSHrDQ1T5,M图 6 Equivalent Stress 图(三)模态分析1、建立模态分析项，上面进行了静态结构分析，下面在此基础上进行预紧力的模态分析。操作时先回到 Workbench窗口，再在鼠标点亮 B6栏(Solution ),右键弹出菜单中选择 Transfer Data to New-Modal (ANSYS ,如图 7 所示。i.%ii.p-i：id山二三kDdal ANL*LJ图7建立有预紧

7、力的模态分析项2、在 Solution(C6)中插入 Toal Deformation ,点击Solve ,结果如图 8所示C； 93指问旧 DaDrA-difeA犷亚S¥SwdwfjTH>m Tnl FlwJlh'! IStE He Uh« nw 1irr«= aSh.77 司nnvu in”u*i j UN 9MM 7.T»I 64书 11虱工 3M FJE in第 QMn（四）有无预应力对比分析频率/Hz最大形变/mm123456无预应力296.77381.67422.21624.43647.16657.5611.59有预应力296.

8、77381.67422.21624.36647.15657.411.59表1有无预应力6阶频率及最大变形得出结论：有无预紧力其模态分析结果变动幅度不大。（五）在短纵梁2另一侧增加一短纵梁，使其与短纵梁一对称1 、导入模型：打开 ANSYS Workbench,从左侧工具栏中双击 Modal （ANSYS ,右击A3项，右键选择Import Gemetry fBrowse,找到文件 Frame.x_t 点击打开，然后双击 Gemetry。2、冻结模型和建立 Plane4 ,选择ToolsfFreeze ,然后建立 Plane4 ,如图9所示。w：i R图9冻结模型和建立Plane43、切分，选择

9、 Create fSlice , Bases Plane 选择 Plane4 ,点击 Apply 后，点击 Generate 完成操作。如图10所示Sketches匚，Details of EticeSSlice Ty(>eSlitx by PlaneBase Planelirfdai T-amatr H II RrsiHiar图10切分4、建立 Plane5,如图11所示。-j. i.i .10EHr UPlane4Transform 1 (RMBlNan#FLeverse NorrnaF/Z-Axis? NoSliceShce2511bty 产From FaceOutlirie Pl

10、aneBase FaceS 日 KtedUse Arc Cente<5 tor Origin? VesDf-taik of Pla田“询JgcBugvExport Coordinate Sy&tem? MoPre-wt Bodies? Y«Mirrcr Plane Plants-I Retails o4 EcdyDp2Body Ope rati on 0odyQp2图12镜像图6、按下Ctrl ,选中左侧模型树中的4个Solid ,右键选择From New Part ,如图13所示planewSubtypeOutline PlaneEase FaceSelectedU

11、se Arc. Ctnltrs for Qrig in? YesTransfarm 1 (RN1BNoneReverse Normal/Z-Axis? No图11建立Plane55、选择CreatefBody Operation 进行镜像操作，Bodies选择为短纵梁1, Mirror Plane选择为短纵梁2外表面，点击 Generation ,如图12所示MirrorBodiesFlipX¥-/x«?2八日加From FaceDetails 川 PartPartPartVolume-SuHace AreiaBodies4FacesEd 丐 esD8Vertices100

12、Fluid/Sohd%lid5位rd Topol 咫 r/ethcdAutomatic图13形成一个 part7、解冻结，选择 Tools fUnfreeze,点击Generate ,如图14所示。图14解冻结(六)加梁无预紧力情况分析在 solution (A6)中插入 Toal DeformationTo|ri<>G«la-h, '1讨, *1 Hz-wi UJ.n Muk ylM1，点击Solve求解，求解结果如图15所示。isn闾修1 11A1rjojCSu-DDM 二4.'Tin .ModeM Lr ec uericy iHz -1LZ92.86

13、22.377.553422.64461区8155.636.116反&4B.&2图15无应力时的变形图及 6阶频率（七）加梁有预紧力情况的分析在 Solution（B6）中插入 Equivalent Stress ,点击 Slove 求解，如图 16 所示。吃 SLhlk 空 MLuiMl (ANHG花亡；MW| 千口Uh.-tj ”小Tiwn 1anjyimiii 心034.142 Max工工1M81-41M26J5B3?刖？图 16 Equivalent Stress 图（八）加梁模态分析在 Solution (C6)中才f入 Toal Deformation ,点击 Sol

14、ve ,结果如图 17所示。C: Modal 卦TdIaI Dcr 'ruat an丁小6； Id 氏括！YAlim，Frequtr 卬; jT9?.17 Hz UhiEj ITMTi'Tim外2第 2fli2i'ltflt lli?21ULT4 MAX7/1552 4532UI14 tMmi5Jjaa把口厮Made / Prequercy Hz1 1.忸287377.543 3.4 442261G&89636.1 J&48 77图17有预应力时的变形图及 6阶频率（九）加梁有无预应力对比分析频率/Hz最大形变/mm123456无预应力292.86377.55422.6618.81636.11648.6211.173有预应力292.87377.54422.61618.89636.13648.7711.174表2有无预应力6阶频率及最大变形得出结论：加梁有无预紧力其模态分析结果变动也幅度不大。（十）加梁与不加梁分析加梁之后频率有所降低，变形减小，因