ANSYS命流学习笔记16-吉他泛音之于预紧琴弦的模态分析

1、!ANSYS命令流学习笔记16-吉他泛音之于预紧琴弦的模态分析!学习重点：!1、beam/link单元的实常数R或者截面定义使用2D单元表示3D单元，需要借助实常数r或者定义截面来实现。link由于只承受拉压，所以只需要定义截面面积实常数r；而beam单元能够承受力矩，所以需要定义截面，以体现转动惯量等参数。!2、预应力模态分析在预应力情况下进行模态分析，联立求解。相当于是，质量刚度矩阵是在预应力情况下的矩阵。然后进行常规的模态求解即可。!3、何为吉他泛音，其与固有频率的关系最常用的泛音为12品泛音，当吉他弦振动时，手指虚按12品处，恰好接触琴弦，然后再拨动琴弦。此时，A弦举例来说，本来振动主

2、频为440Hz，泛音时，相当于抑制掉了440Hz的主频，表现出了880Hz（中音A）及后的高频，声音显得更为空灵。从泛音的音高来看，弦固有频率应该都是一阶频率的倍数。根据弦振动的理论，发现也确实如此，公式如下：了=I=豆=2LVp!4、link与beam结果对比SETTIKE/FREQ1 319.502 319.503 639.094 639.095 953.S36 958.83SETTIME/FREQ1 322.022 322.023 &44.274 &44275 967.006 967.00link分析结果beam分析结果很明显link单元与理论计算更切合实际，因为计算时并

3、不需要考虑弦承载弯矩。link单元在模拟桁架，缆索，连杆，弹簧，在工程中也有着广泛的应用。!问题描述!其中p为线密度，F为拉力，L为弦长，n为阶次。当p=7800，F=1e4,L=1，截面r=0.001时，各阶频率计算如下:1319.4904485263S.9S0S969395S.471345441277.961794!APDL命令-link单元：finish/clear/title,linkmodal/prep7et,1,link180!link单元不承受弯矩，更符合吧mp,ex,1,2.1e11mp,prxy,1,0.3mp,dens,1,7800r,1,3.14e-6!定义单元属性k,1

4、k,2,1l,1,2lesize,all,100lmesh,all!建模划分网格dk,1,alldk,2,uy,0dk,2,uz,0fk,2,fx,1e4!力不能太大，把弦拉断了就不好了finish/solupstres,onsolvefinish!结构预应力分析/soluantype,2pstres,onmodopt,lanb,6,1mxpand,6solvefinish!模态分析/post1set,listset,1,2plnsol,u,sum!查看各阶模态振型finish!APDL命令-beam单元：/prep7et,1,beam188!beam单元承受弯矩,模拟琴弦存在失实mp,ex,1,2.1e11mp,prxy,1,0.3mp,dens,1,7800sectype,100,beam,csolid,0!定义截面为实心圆,ID=100secoffset,centsecdata,0.001!定义半径为0.001k,1k,2,1l,1,2latt,11100!定义线的mat为1,et为1,截面ID为100lesize,all,100lmesh,alldk,1,alldk,2,uy,0