ansys動力學分析

1、ANSYS 動力學分析指南 動力學分析指南(連載一 連載一) 發(fā)表時間： 發(fā)表時間：2007-7-25 作者 作者: 安世亞太 安世亞太 關(guān)鍵字 關(guān)鍵字: ANSYS 動力學分析 動力學分析 安世亞太 安世亞太 模態(tài)分析 模態(tài)分析 第一章模態(tài)分析 第一章模態(tài)分析 §1.1 模態(tài)分析的定義 模態(tài)分析的定義 及其應(yīng)用 及其應(yīng)用模態(tài)分析用于確定設(shè)計結(jié)構(gòu)或機器部件的振動特性（固有頻率和振型），即結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型，它們是

2、承受動態(tài)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要參數(shù)。同時，也可以作為其它動力學分析問題的起點，例如瞬態(tài)動力學分析、 諧響應(yīng)分析和譜分析，其中模態(tài)分析也是進行譜分析或模態(tài)疊加法諧響應(yīng)分析或瞬態(tài)動力學分析所必需的前期分析 過程。ANSYS 的模態(tài)分析可以對有預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析和循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)模態(tài)分析。前者有旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片等的 模態(tài)分析，后者則允許在建立一部分循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)的模型來完成對整個結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析。ANSYS 產(chǎn)品家族中的模態(tài)分析是一個線性分析。任何

3、非線性特性，如塑性和接觸（間隙）單元，即使定 義了也將被忽略。ANSYS 提供了七種模態(tài)提取方法，它們分別是子空間法、分塊 Lanczos 法、PowerDynamics 法、 縮減法、非對稱法、阻尼法和 QR 阻尼法。阻尼法和 QR 阻尼法允許在結(jié)構(gòu)中存在阻尼。后面將詳細介紹模態(tài)提取方法。§1.2 模態(tài)分析中用到的命令 模態(tài)分析中用到的命令 模態(tài)分析使用所有其它分析類型相同的命令來建模和進行分析。同樣，無論進行何種類型的分析

4、，均可從用戶圖形 界面（GUI）上選擇等效于命令的菜單選項來建模和求解問題。后面的“模態(tài)分析實例（命令流或批處理方式）”將給出進行該實例模態(tài)分析時要輸入的命令（手工或以批處理 方式運行 ANSYS 時）。而“模態(tài)分析實例（GUI 方式）” 則給出了以從 ANSYS GUI 中選擇菜單選項方式進行同一實例 分析的步驟。（要想了解如何使用命令和 GUI 選項建模，請參閱>）。>中有更詳細的按字母順序列出的 ANSYS 命令說明。

5、§1.3 模態(tài)提取方法 模態(tài)提取方法 典型的無阻尼模態(tài)分析求解的基本方程是經(jīng)典的特征值問題：Lanczos法用于提取大模型的多階模態(tài)（40 階以上）建議在模型中包含形狀較差的實體和殼單元時采用此法最適合于由殼或殼與實體組成的模型速度快，但要求比子空間法內(nèi)存多 50%子空間法用于提取大模型的少數(shù)階模態(tài)（40 階以下）適合于較好的實體及殼單元組成的模型可用內(nèi)存有限時該法運行良好低 高PowerDynamics用于提取大模型的少數(shù)階

6、模態(tài)（20 階以下）適合于 100K 以上自由度模型的特征值快速求解對于網(wǎng)格較粗的模型只能得到頻率近似值復(fù)頻情況時可能遺漏模態(tài)高 低縮減法用于提取小到中等模型(小于 10K 自由度)的所有模態(tài)選取合適主自由度時可獲取大模型的少數(shù)階（40 階以下）模態(tài)，此時頻率計算的精度取決于主自由度的選取。低 低§1.3 .1 分塊 分塊 Lanczos 法 分塊 Lanczos 法特征值求解器是卻省求解器，它采用 Lanczos 算法，是用

7、一組向量來實現(xiàn) Lanczos 遞歸計算。 這種方法和子空間法一樣精確，但速度更快。無論 EQSLV 命令指定過何種求解器進行求解，分塊Lanczos 法都 將自動采用稀疏矩陣方程求解器。計算某系統(tǒng)特征值譜所包含一定范圍的固有頻率時，采用分塊 Lanczos 法方法提取模態(tài)特別有效。計算時， 求解從頻率譜中間位置到高頻端范圍內(nèi)的固有頻率時的求解收斂速度和求解低階頻率時基本上一樣快。因此， 當采用頻移頻率（FREQB）來提取從 FREQB