龙门起重机瞬态分析

1、11-龙门起重机瞬态分析算例来源：ANSYS Mechanical 线性和非线性动力学培训算例制作：算例校核：关 键 词：瞬态分析、远程力、完全法、模态叠加法摘要本算例模型由龙门起重机组成，起重机的重量为5吨。本算例介绍了ANSYS进行瞬态分析的基本流程和操作，以及如何提取瞬态分析后处理结果。并比较全瞬态法和模态叠加法得到的瞬态响应结果。案例描述起重机模型结构如图，材料为ANSYS材料库中默认提供的钢材料，弹性模量为 2.110e5 MPa，泊松比为 0.3，密度是7.8510 e-9 t/mm 3。suooprt1、2、3完全约束，support4在X方向位移自由，施加一个5吨（5000N）

2、的远程力作用在水平梁的中部，计算起重机所产生的变形。Support # 1Support # 2Support # 3Support # 43.1.启动ANSYS Workbench，设置单位制（1） 首先启动ANSYS Workbench环境，点击Units菜单设置项目单位制。3.2.解压缩模型文件（1） 解压模型文件：点击【File】-【Restore Archive】,浏览文件Gantry_Crane.wbpz ，点击open，出现提示点击save，将模型以压缩文件相同的名字和位置保存。3.3. 将分析系统拖拽到项目管理窗口（1）确定目前处于Workbench的起始界面【Project】

3、，即 “主页”。（2）在Analysis Systems中选中Transient Structural并拖拽到【Project Schematic】项目流程图中，并在模态分析系统的求解栏（Model）上释放，形成如下图所示的流程图，后续将在该系统中进行完全法瞬态分析。3.3. 将分析系统拖拽到项目管理窗口（续）（3）在Analysis Systems中选中Transient Structural并拖拽到【Project Schematic】项目流程图中，并在模态分析系统的求解栏（Solution）上释放，形成如下图所示的流程图，后续将在该系统中进行模态叠加法瞬态分析。3.3. 将分析系统拖拽到

4、项目管理窗口（续）（4）双击并重命名以下瞬态分析系统：（B）：Full Transient Analysis，(C): MSUP Transient Analysis3.4. 双击Edit，进入Mechanical。（1）打开ANSYS Mechanical模块：找到项目流程【Project Schematic】窗口下的A项目（模态分析过程），右键点击【Model】栏目，选择【Edit】，即打开ANSYS Mechanical模块的界面。（2）在 Mechanical 中，选择如下单位制Metric (m, kg, N, s, V, A）。（1）创建命名选择：鼠标点亮结构树分支Model，选择

5、选择过滤器设置为选择面，然后在图形区选择下图所示的面右键【Create Named Selection】,并点击OK3.5. 前处理。3.5. 前处理（续）（2）选中以下结构树分支并右键Rename为以下名称。3.5. 前处理（续）（3）施加约束（模态分析） ：在Mechanical模块的界面中，在左侧目录树【Outline】下，依次找到【Project】-【Model】-【Modal】，左键选中Modal，右键【Insert】-【fix Support】。在细节设置面板下的点击Geometry区域，选择过滤器设置为面并选如图Support13，点击ApplySupport # 1Suppor

6、t # 2Support # 3Support # 43.5. 前处理（续）（4）施加约束（模态分析）：在Mechanical模块的界面中，左键选中Modal，右键【Insert】-【Displacement】。在细节设置面板下的点击Geometry区域，选择过滤器设置为面并选上图中的Support4，点击Apply，设置Y Component为0，Z Component为0。3.5. 前处理（续）（5）求解设置（完全法瞬态分析）：鼠标高亮显示Full Transient Analysis (B5) 下的Analysis Settings分支，细节设置面板如下图所示：3.5. 前处理（续）（6

7、）施加约束（完全法瞬态分析）：鼠标高亮选中Modal(A5) 下的边界条件fixed support和displacement 拽住并拖动至Full Transient Analysis (B5) 分支下释放：3.5. 前处理（续）（7）施加载荷（完全法瞬态分析）：在Mechanical模块的界面中，在左侧目录树【Outline】下，依次找到【Project】-【Model】-【Full Transient Analysis】，右键【Insert】-【Remote Force】。在细节设置面板下的设置【Scoping Method】为【Named Selection】，选择之前创建的Named

8、 Selection 名称。修改XYZ坐标位置如下图所示，并设置【Define By】为【Components】3.5. 前处理（续）（8）施加载荷（完全法瞬态分析）：在细节设置面板下设置【Y Component】为【Tabular (Time)】，表格填写如下图所示：3.5. 前处理（续）（9）求解设置（模态叠加法瞬态分析）：鼠标高亮显示MSUP Transient Analysis (C5) 下的Analysis Settings分支，细节设置面板如下图所示：3.5. 前处理（续）（10）施加载荷（模态叠加法瞬态分析） ：鼠标高亮选中Full Transient Analysis (B5)

9、 下的边界条件Remote Force 拽住并拖动至MSUP Transient Analysis (C5)分支下释放：3.6.后处理（1）后处理（完全法瞬态分析）：在Mechanical模块的界面中，在左侧目录树【Outline】下，依次找到【Project】-【Model】-【Full Transient Analysis】分支，鼠标点中高亮显示Solution分支,右键【Insert】-【Deformation】-【Directional】，在细节设置面板中设置【Orientation】为Y Axis。3.6.后处理（续）（2）后处理（模态叠加法瞬态分析） ：鼠标高亮选中Full Tra

10、nsient Analysis (B5)分支下的后处理结果Directional Deformation 拽住并拖动至MSUP Transient Analysis (C5) 分支下释放：3.6.后处理（续）（3）按住Ctrl键鼠标左键选中结构树中的两个【Directional Deformation】,并点击工具栏中的【New Chart and Table】，在细节设置面板设置如下图。（4）求解：直接在左边目录树【Outlines】中找到需要求解的工况，在【Solution】栏上点鼠标右键，弹出菜单选Solve，求解所有的分析。注意：完全法瞬态分析可能需要更多的求解时间。3.6.后处理（续

11、）（5）点击结构树中的【Chart】,查看完全法瞬态分析和模态叠加法瞬态分析得到的模型Y方向的位移曲线对比。Number of Modes = 6注意：默认情况下模态分析提取阶数为6阶，使模态叠加法瞬态分析得到的结果精度不够高与完全法瞬态分析结果曲线对比有明显的偏差。3.6.后处理（续）（6）在Mechanical模块的界面中，在左侧目录树【Outline】下，依次找到【Project】-【Model】-【Modal】-【Analysis Settings】分支，在细节设置面板中设置【Max Modes to Find】为50。3.6.后处理（续）（7）求解：直接在左边目录树【Outlines】中找到需要求解的工况【MSUP Transient Analysis 】，在【Solution】栏上点鼠标右键，弹出菜单选Solve。（8）点击结构树中的【Chart】,重新查看完全法瞬态分析和模态叠加法瞬态分析得到的模型Y方向的位移曲线对比。Number of M