ANSY动力学清楚明了

目录第一章:动力学绪论

M1-4

第一节动力学分析概述 M1-6

第二节

动力学分析类型 M1-9

第三节

基本概念和术语 M1-14

第四节

动力学分析实例 M1-33第二章:模态分析 M2-1

第一节

模态分析概述 M2-3

第二节

模态分析术语和概念 M2-5

第三节

模态分析步骤 M2-14

第四节

模态分析实例 M2-33

第五节

有预应力的模态分析 M2-34

第六节

模态的循环对称性问题 M2-42第三章:谐分析 M3-1

第一节

谐分析概述 M3-3

第二节术语和概念

M3-6

第三节谐分析步骤

M3-12

第四节谐分析实例

M3-331目录（接上页）第四章:瞬态动力学分析

M4-1

第一节瞬态动力学分析概述

M4-3

第二节瞬态动力学分析术语和概念

M4-5

第三节瞬态动力学分析步骤

M4-15

第四节瞬态动力学分析实例

M4-49第五章:谱分析

M5-1

第一节谱分析概述 M5-3

第二节响应谱分析

M5-5

第三节随即震动分析

M5-28

第六章:模态叠加

M6-1

第一节什么是模态叠加? M6-3

第二节模态叠加步骤

M6-5

第三节模态叠加实例

M6-232第一章动力学绪论3第一章:动力学绪论第一节:动力学分析的定义和目的第二节:动力学分析的不同类型第三节:基本概念和术语第四节:动力学分析的一个实例4动力学

第一节:定义和目的什么是动力学分析?动力学分析是用来确定惯性（质量效应）和阻尼起着重要作用时结构或构件动力学特性的技术。“动力学特性”可能指的是下面的一种或几种类型:振动特性-（结构振动方式和振动频率）随时间变化载荷的效应（例如：对结构位移和应力的效应）周期（振动）或随机载荷的效应5动力学

定义和目的（接上页）静力分析也许能确保一个结构可以承受稳定载荷的条件，但这些还远远不够，尤其在载荷随时间变化时更是如此。著名的美国塔科马海峡吊桥（GallopingGertie）在1940年11月7日，也就是在它刚建成4个月后，受到风速为42英里/小时的平稳载荷时发生了倒塌。6动力学

定义和目的（接上页）动力学分析通常分析下列物理现象:振动-如由于旋转机械引起的振动冲击-如汽车碰撞，锤击交变作用力-如各种曲轴以及其它回转机械等地震载荷-如地震，冲击波等随机振动-如火箭发射，道路运输等上述每一种情况都由一个特定的动力学分析类型来处理7动力学

第二节:动力学分析类型请看下面的一些例子:在工作中，汽车尾气排气管装配体的固有频率与发动机的固有频率相同时，就可能会被震散。那么，怎样才能避免这种结果呢?受应力（或离心力）作用的涡轮叶片会表现出不同的动力学特性，如何解释这种现象呢?答案：进行模态分析来确定结构的振动特性8动力学

动力学分析类型（接上页）汽车防撞挡板应能承受得住低速冲击一个网球排框架应该设计得能承受网球的冲击，但会稍稍发生弯曲

解决办法：进行瞬态动力学分析来计算结构对随时间变化载荷的响应9动力学

动力学分析类型（接上页）回转机器对轴承和支撑结构施加稳态的、交变的作用力，这些作用力随着旋转速度的不同会引起不同的偏转和应力

解决办法：进行谐分析来确定结构对稳态简谐载荷的响应10位于地震多发区的房屋框架和桥梁应该设计应当能够承受地震载荷要求.解决办法：进行谱分析来确定结构对地震载荷的影响Courtesy:USGeologicalSurvey动力学

动力学分析类型（接上页）11太空船和飞机的部件必须能够承受持续一段时间的变频率随机载荷。

解决办法：进行随机振动分析来确定结构对随机震动的影响Courtesy:NASA动力学

动力学分析类型（接上页）12动力学

第三节:基本概念和术语讨论的问题:通用运动方程求解方法建模要考虑的因素质量矩阵阻尼13动力学-基本概念和术语

运动方程通用运动方程如下：不同分析类型是对这个方程的不同形式进行求解模态分析：设定F（t）为零，而矩阵[C]通常被忽略；谐响应分析：假设F（t）和u（t）都为谐函数，例如Xsin（wt），其中，X是振幅，w

是单位为弧度/秒的频率；瞬间动态分析：方程保持上述的形式。14动力学-基本概念和术语

运动方程(接上页)其中:[M] =结构质量矩阵[C] =结构阻尼矩阵[K] =结构刚度矩阵{F} =随时间变化的载荷函数{u} =节点位移矢量{ů} =节点速度矢量{ü} =节点加速度矢量15动力学-基本概念和术语

求解方法如何求解通用运动方程?两种主要方法：模态叠加法直接积分法模态叠加法按自然频率和模态将完全耦合的通用运动方程转化为一组独立的非耦合方程可以用来处理瞬态动力学分析和谐响应分析详见第六章16动力学-基本概念和术语

求解方法（接上页）直接积分法直接求解运动方程在谐响应分析中，因为载荷和响应都假定为谐函数，所以运动方程是以干扰力频率的函数而不是时间的函数的形式写出并求解的对于瞬态动力学，运动方程保持为时间的函数，并且可以通过显式或隐式的方法求解17动力笼学纵-签基本碑概念工和术锻语求解方吩法（萍接上页伐）显式求司解方法也称为建闭式求啦解法或死预测求挪解法积分时唉间步Dt必须斯很小肯，但畏求解下速度膏很快近（没顷有收勺敛问托题）可用于构波的传遇播，冲霉击载荷帮和高度叔非线性吵问题ANS弊YS-安LS/当DYN细A就是使捉用这种蹄方法，得此处不将作介绍隐式求韵解法也可成荷为开式佛求解法步或修正芳求解法积分时敞间步Dt可以澡较大碑，但卵方程望求解多时间真较长害（因猪为有写收敛居问题倡）除了Dt必须很住小的问绩题以外洗，对大帮多数问言题都是迟有效的AN品SY盒S使用Ne银wm简ar华k时间党积分亿方法18动力纲学京-尚基本薄概念晓和术驱语求解方疤法（桑接上页为）显式方共法当前芝时间忽点的罚位移{u}t由包含杠时间点t-1的方程歉推导出需来有条距件稳仪定:如果Dt超过初结构怀最小迁周期辜的确裂定百敏分数乘,计醋算位惨移和丧速度装将无老限增秧加隐式廊方法当前秧时间养点的扒位移{u怕}t由包源含时央间点t的方程瓜推导出罩来无条浓件稳极定:Dt的大铜小仅似仅受狂精度降条件宝控制歇,烦无稳碌定性诞。19动力学就-些基本概祥念和术千语建模谁要考唇虑的咽问题几何日形状辽和网稼格划回分材料性盈质各种非喘线性几何形姥状和网译格划分井:一般放同于狐静态蛛分析璃要考雾虑的凳问题要包迅括能晴充分待描绘队模型锈几何盼形状坦所必固须的芳详细普资料在关语心应仆力结副果的慎区域喜应进约行详顿细的君网格缘瑞划分书，在显仅关援心位魂移结恨果的嗽时候该，粗眯糙的文网格危划分则可能沾就足霸够了20动力贵学损-谁基本爱概念滨和术刊语建模估要考快虑的芽问题炮（接柔上页欢）材料惑性质旨:需要定戚义杨氏影模量和升密度请记每住要昼使用艇一致址的单麦位当使撒用英互制单惠位时蹈，对夺于密豆度，修要定晓义质相量密竟度而尘不是景重力炭密度饺：质量密绞度=重力密溪度（lb/斩in3）活/资g泪（i坝n/要se挖c2）钢的密利度=文02闪83/物386欧=患73x邀10轿-4扶l纵b-灾se粪c2/i冲n421动力窃学梦-踢基本革概念才和术做语建模贺要考应虑的学问题汁（接顽上页令）非线兔性胆（大躁变形怠，接宝触，猫塑性格等等司）：仅在塑完全丈瞬态颂动力捎学分洁析中英允许心使用名。在所有捞其它动土力学类炮型中（独如模态临分析、钞谐波分柜析、谱崖分析以贵及简化亮的模态彩叠加瞬踏态分析恢等）猴，非线莫性问题裙均被忽加略，也极就是说长最初的播非线性庆状态将箱在整个腊非线性来求解过芒程中一铃直保持价不变。2212BE则AM辰3动力赌学僵-竖基本雨概念稍和术加语质量饥矩阵对于动论力学分农析需要绣质量矩慕阵[M]，并且戒这个净质量词矩阵队是按袄每个晨单元锦的密尿度以羽单元链计算呈出来纯的。有两种慎类型的诉质量矩俗阵[M]:一致质耳量矩阵和集中质叔量矩阵哪，对于2-D梁单元BE致AM吩3，其质量胀分布矩践阵和集徐中质量缸矩阵如砌下所示评：23动力仁学享-础基本架概念捷和术侧语质量矩出阵（接上页捕）一致恭质量饺矩阵通过单沫元形函斩数计算过出来；是大堤多数女单元五的缺躺省选摸项；某些挺单元狠有一肠种称幼为简化监质量那矩阵的特殊消形式的捏质量矩喊阵，其竹中对应公于转动译自由度肿的各元郑素均被最置零。集中浴质量侍矩阵质量被拌单元各煮节点所侍平分，饭非对角凤线元素熄均为零签；通过分烂析选项驻来激活压。24动力哗学沃-痒基本题概念迷和术捆语质量矩戴阵（接上页主）应当拢采用圈哪种中质量圈矩阵描?对大多例数分析软来说，争一致质滥量矩阵储为缺省悠设定；若结为构在撇一个驴方向侧的尺肠寸与睛另两安个方茧向相叶比很垂小时败，可搭采用震简化基质量捉矩阵劣（如剩果可抄能得警到的疼话）历或集恳中质受量矩合阵例呜如细安长的捐梁或筐很薄台的壳宋；集中质达量矩阵这可用于灶波的传请播问题因。25动力颂学吹-饺基本回概念之和术想语阻尼什么是迅阻尼?阻尼往是一里种能垂量耗贫散机咽制，飘它使锁振动尤随时榴间减辨弱并腾最终哥停止阻尼芹的数肯值主愿要取禽决于葛材料狐、运康动速爹度和妇振动羞频率阻尼可屋分类如趟下：粘性阻唐尼滞后锹或固持体阻叛尼库仑吉或干逼摩擦倘阻尼26动力学凶-卫基本概连念和术积语阻尼（接上时页）粘性替阻尼粘性汽阻尼送一般盼物体香在液绸体中拘运动予时发浇生由于荷阻尼蛇力与银速度流成正栏比，缓因此刑在动鹊力学委分析才中要用考虑揪粘性谊阻尼比例秩常数c称作锤阻尼洞常数通常用阻尼稼比x（阻尼常贩数c对临彩界阻估尼常俗数cc*的比值唤）来量以化表示临界阻巨尼定义加为出现擦振荡和衣非振荡族行为之共间的阻和尼的极后值,奴此处阻挽尼比善=1阔0*对一蓝个质卧量为m驾，频率兄为w的单栗自由疑度弹缸簧质庭量系暑统,cc=荷2mw注意族:延阻尼累比x愉=对于塘螺栓辅或铆松钉链腐接结洒构为辣2%棒到15%27动力学帽-爱基本概搅念和术眨语阻尼（接上编页）滞后和昂固体阻慌尼是材包料的喷固有凑特性在动深力学豆分析浙中应纸该考热虑认识还海不是很果透彻，亡因此很痕难定量多的确定库仑或眉干摩擦旷阻尼物体插在干振表面树上滑溜动时痕产生皇的阻界尼阻尼眯力与唯垂直枯于表默面的班力成运正比比例常奶数m就是摩监擦系数动力司学分础析中介一般烈不予蛮考虑28动力学涛-劣基本概置念和术沫语阻尼（接上敌页）AN除SY盖S允许牌上述俘所有隶三种醉形式言的阻污尼通过规券定阻尼桨比x,R奶ayl孙eig亦h阻尼常溪数a（后面落将进鼻行讨庭论）仓，或宵定义边带有焦阻尼旗矩阵揪的单打元，扭可将赴粘性烤阻尼观纳入姨考虑通过致规定柏另一肺种Ra纪yl骄ei袭gh阻尼常沈数b（后面型将进挑行讨日论）豪可将盖滞后剥或固钟体阻赞尼纳浑入考膀虑通过柱规定谁带有棉摩擦垄性能浮的接骗触表图面单俗元和病间隙币单元项，可芹将库汉仑阻篇尼纳匹入考灰虑，斧（此膨处不创进行馅讨论旷，可应参见ANS疤YS结构分锻析指南爷）29动力宝学摇-起基本技概念太和术勤语阻尼（接上截页）Ray腥lei谱gh阻尼醋常数a和b用作矩德阵[M]和解[K]的乘只子来系计算[C]:[C帝]凑=a[M]栏+b[K]a/2w+bw/2借=x此处w是频率,x是阻催尼比在不颗能定雷义阻祖尼比x时，犹需使埋用这物两个勿阻尼敬常数a是粘度解阻尼分呆量，b是滞后数或固体毕或刚度烛阻尼分葛量30动力堡学牧-同基本藏概念浓和术斑语阻尼（接上页灭）a阻尼亦可称文作质量乒阻尼如果忽数略b阻尼旗，a可通过课只有当遇粘度阻则尼是主外要因素慎时才规阅定此值粗，如在功进行各矿种水下皱物体、忆减震器捎或承受架风阻力滩物体的屈分析时已知穷值x（阻尼比顶）和已托知频稿率w来计算像：a=程2xw因为只仁允许有破一个a值,粉所以殊要选款用最勇主要领的响阵应频亭率来吨计算aa=3120531动力貌学渴-逝基本向概念纱和术场语阻尼（接上威页）b阻尼亦可绘称作谅结构穿或刚虹度阻造尼是