hypermesh-ansys聯合仿真之彈簧單元1

  1. combin14單元

hypermesh-ansys聯合仿真之彈簧單元1的圖1

圖1 combin14單元圖示

combin14單元可以模擬1-D、2-D和3-D下具有軸向和旋轉剛度的彈簧。在hypermesh中可以為combin14單元設置3個關鍵字,如圖2分別是:
KeyOpt1,求解類型,默認為線性求解,但是當CV2阻尼參數不為零時必須設置為非線性求解類型;
KeyOpt2和KeyOpt3,設置不同維度時的自由度,默認下為3-D彈簧,根據選項可以分別設置為不同維度下的軸彈簧或旋轉彈簧。

hypermesh-ansys聯合仿真之彈簧單元1的圖2

圖2 關鍵字

特性參數輸入,當只考慮剛度忽略阻尼時,只需輸入K即可,單元為軸向時即為拉壓剛度,單元為旋轉時即為扭轉剛度,剛度單位為力/長度,實常數設置如圖3

hypermesh-ansys聯合仿真之彈簧單元1的圖3

圖3 設置剛度參數

案例1.單自由度質點彈簧系統

hypermesh-ansys聯合仿真之彈簧單元1的圖4

圖4 建立兩個節點(距離隨意)
建立上圖兩個節點,在兩個節點建立一個combin14單元,在右側節點建立一個mass21單元,分別設置combin14單元的剛度屬性為100N/mm,mass21質量屬性為0.01t,如下圖:

hypermesh-ansys聯合仿真之彈簧單元1的圖5

圖5 通過兩個節點建立combin14單元

hypermesh-ansys聯合仿真之彈簧單元1的圖6

圖6 打開KeyOpt3選擇3D軸向彈簧阻尼

hypermesh-ansys聯合仿真之彈簧單元1的圖7

圖7 設置彈簧剛度為100,不設置阻尼

hypermesh-ansys聯合仿真之彈簧單元1的圖8

圖8 在右側節點建立mass21單元

hypermesh-ansys聯合仿真之彈簧單元1的圖9

圖9 設置質量屬性0.01(一定xyz三個方向都設置,不然總質量將是0.01/3)

在左側節點建立一個約束,約束所有自由度,在右側建立一個約束,約束除x方向外的其他自由度。

hypermesh-ansys聯合仿真之彈簧單元1的圖10

圖10 建立左側節點約束

hypermesh-ansys聯合仿真之彈簧單元1的圖11

圖11 建立右側節點約束

完成上述過程之后就建立了x方向單自由度彈簧質量系統,下面輸出ANSYS求解器的CDB文件,導入ANSYS-APDL進行求解模態,因為只有x方向自由度,所以只有一階固有頻率,通過理論計算公式可知固有頻率f=(k/m)^0.5/2π=15.915.
導入ANSYS求解發現求解得到的固有頻率與理論值一樣。

hypermesh-ansys聯合仿真之彈簧單元1的圖12

圖12 ANSYS固有頻率求解結果

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