桿的軸向振動分析小結

算例:長度為1m, 等截面直桿( 0.02m*0.02m ),密度為 7800kg/m ,彈性模量為 2.1*e11 ,泊松比為 0.3
情況一:兩端固定橫向振動的理論公式: 桿的軸向振動分析小結的圖1
桿的軸向振動分析小結的圖2
對于本例: 桿的軸向振動分析小結的圖3
由上面公式求得的固有頻率如下表所示:



階次
1
2
3
4
5
頻率HZ
2594.4
5188.8
7783.2
10377.6
12972
1 采用 ABAQUS 進行仿真分析:建立模型 2Dplaner-wire-truss ,賦予材料屬性和截面屬性(橫截面積),劃分網格(網格大小 10mm ),定義提取頻率分析步,約束兩端 X Y 向自由度(或是除約束兩端 X Y 向自由度外,約束其他節點的 Y 向自由度,結果和前者一樣),選擇 Subspace 特征值求解器(默認求解器會出錯),得到的固有頻率入下:



階次
1
2
3
4
5
頻率HZ
2594.3
5187.9
7780.2
10371
12959
2 采用 ANSYS 進行仿真分析:建模,單元選擇為 link-2Dspar, 賦予材料屬性和截面屬性,劃分網格,定義模態分析步(注意擴展模態)默認求解器,約束所有節點的 Y 向自由度,和兩端節點的 X 向自由度,得到固有頻率:



階次
1
2
3
4
5
頻率HZ
2594.5
5189.6
7786
10384
12985

情況二:一端固定,一端自由橫向振動公式: 桿的軸向振動分析小結的圖4
桿的軸向振動分析小結的圖5
由上面公式求得的固有頻率如下表所示:



階次
1
2
3
4
5
頻率HZ
1297.2
3891.6
6486
9080.4
11674.8
1 采用 ABAQUS 進行仿真分析:建立模型,賦予材料屬性,劃分網格(網格大小 10mm ),定義提取頻率分析步,約束左端 X Y 向自由度,約束其他節點 Y 向自由度,選擇 Subspace 特征值求解器(默認求解器會出錯),得到的固有頻率入下:



階次
1
2
3
4
5
頻率HZ
1297.2
3891.6
6484.3
9075.7
11665
2 采用 ANSYS 進行仿真分析:建模,單元選擇為 link-2Dspar, 賦予材料屬性和截面屬性,劃分網格,定義模態分析步(注意擴展模態)默認求解器,約束所有節點的 Y 向自由度,和非自由端節點的 X 向自由度,得到固有頻率:



階次
1
2
3
4
5
頻率HZ
1297.2
3891.9
6487.6
9084.9
11684

由上可知,兩種軟件分析的固有頻率值和理論固有頻率值相差不多,所以可以得出軟件分析的可靠,但要注意約束問題。
以上是我的初步行總結,歡迎大家批評指導~
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