point mass
關注創建者：Leopard 創建時間：2019-11-29
point mass的實例教程
自定義約束如下：
dX(POINT_MASS_1.cm)-ao(dX(PART_2.cm))
dY(POINT_MASS_1.cm)-ao(dY(PART_2.cm))
dZ(POINT_MASS_1.cm)-ao(dZ(PART_2.cm))
之所以定義為上述形式，目的在于將點質量始終與圓柱體也就是part_2的質心重合。這樣就可以使用點質量位置與圓柱體上的局部坐標系進行測量，方便測繪出其飛行過程中的所需角度值。
圖2 測試模型
這里為了說明問題，仿真時將重力先關閉。對其進行了如下的測量：
圖 3繞圓柱軸線轉動角度的測量
上圖為基于AO函數實現的測量，測出的結果與實際施加的相同，30度每秒*3秒=90度。說明了該種方法的正確性。
圖4 基于全局坐標系的角度測量
上圖為直接通過AY函數對質心的簡單測量，最終值為86度，明顯與實際有差別。當然，該種簡單方式，可應對單自由度作動狀況下的角度測量，因為其基于全局坐標系完成。而本模型設定的為多自由度驅動，該方法不適用。如果約束方程不用AO函數，而是直接改寫為如下狀態：
dX(POINT_MASS_1.cm)-dX(PART_2.cm)
dY(POINT_MASS_1.cm)-dY(PART_2.cm)
dZ(POINT_MASS_1.cm)-dZ(PART_2.cm)
如前所述，這樣類似于球鉸，兩個物體之間的相互作用力是完備的，從拉格朗日方程角度看，點質量對圓柱體的約束反力和圓柱體對點質量的約束反力都同時存在，兩者之間有正常的力學作用效果，要實現兩者廣義坐標的同步運行，需要耗費更多的能量。
展開 （摘自《轉子動力學》鐘一諤 1987年 P14頁 ）
剛性支撐單圓盤轉子
2.理論解
僅考慮軸的彎曲不計軸的質量，加上回轉效應時的頻率方程為
通過上述渦動頻率可繪制出坎貝爾圖，圖中的曲線與直線的交點為該轉子的一倍頻臨界轉速，共有三個，故該剛性支撐單圓盤轉子前三階固有頻率為：
2265.09 rpm
2333.85 rpm
8069.16 rpm
3.ANSYS APDL 分析
圓盤采用MASS21單元模擬，轉軸采用BEAM188單元模擬，軸的兩端為簡支約束。其有限元模型如下圖所示，求解可得到各階渦動頻率：
使用plorb命令輸出各階振型軌跡：
使用plcamp命令得到坎貝爾圖：
如上圖得到前三階臨界轉速為：
2263.8rpm
2333.0rpm
8078.1rpm
4.ANSYS Workbench分析
圓盤通過Point Mass模擬，轉軸在DM里面通過直線繪制賦予截面的方式模擬，軸的兩端為簡支約束。其有限元模型如下圖所示，求解可得到各階渦動頻率：
在Solution中導出前四階振型如下：
點擊Campbell Diagram輸出坎貝爾圖：
如上圖得到前三階臨界轉速為：
2226.4rpm
2293.8rpm
7928.1rpm
5.結果對比
誤差范圍內，APDL和WB的精度均滿足需求。讀者可采用三維模型求解與一維模型結果對比，若圓盤沒使用Point Mass模擬而采用直接實體模型，得到的振型圖與一維模型結果略有差異。
展開 Description: RotFE is a suite of programs that allows one to model rotating shafts mounted on bearings and with disks and point masses.
The programs were developed as a simple aid for research and Teaching (In: Imperial College London and Technion-Israel).
The program contains:
1) Rotfe ? A bending vibration modeling program: Uses Timoshenko beam elements and includes gyroscopic effects (due to rotation)
Also: Allows to model (i) anisotropic bearings (ii) misalignment (ii) rigid disks (damping)
- this program uses a standard TEXT input file with geometry and material constants + boundary conditions
2) modeplot2 - Graphical user interface to visualize the response
- computes critical speeds
- computes modeshapes, forward/backward whirling
3) Campbell ?
展開 一 分析背景
PCBA作為電子產品中必不可少的組件，常見的處理方法有實際建模、簡化電子元器件、去除器件只留PCB板，簡化為Point Mass等。根據具體應用場合選擇不同的方式。本例主要講述如何有效地簡化為質量點。
二 應用場合
1. 首先實際建模基本不可行的，計算機能力的限制，很難做到實際建模。當需要對特定元器件分析時，可以將此部分實際建模，其他部分仍簡化處理。如BGA的疲勞分析。
2. 簡化電子元器件；常常將電子元器件簡化為規則體，然后將其與PCB組成PCBA。主要應用與PCBA的模態分析，振動分析。
3. 僅留PCB板；不考慮電子元器件的影響，僅僅考慮PCB的作用，可以用于PCB的預緊力應變分析和簡單熱應變分析。
4. 簡化為質量點；考慮PCBA重量的影響，而不是剛度。主要用于分析外殼，鈑金等剛度遠大于PCBA零部件，或PCBA剛度對其影響不大的元器件。如鈑金支架的振動分析。但是需要考慮PCBA的重心和轉動慣量。
本例對第4種模型處理方法進行詳細論述：
三 質量點簡化
1. 準備工作：建立大元器件的等效材料庫。實際測量重量，結合FEM中的體積計算等效密度，如下圖。而且最好能夠預估PCBA整體重量。
展開 加入質量為1000的質量塊：所有的操作都在intercation模塊下的完成
1、加入參考點RF
2、在參考點上加入質量點
Tools-special-Create-Point mass/intertia
3、將新加入的質量點 Coupling到一個相應的面之上 ，否則該質量點懸空在！
一定要記得將在初始速度中考慮該參考點，重新計算，可得到 動能 1000，結果沒有問題。
Note：在Abaqus CAE下如果通過quere Mass property，是不考慮質量點的，所以查詢的時候，顯示的仍然只有500，切記！ 要檢查質量，請開打status 文件，會有質量的提示。
展開 
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添加點質量操作如下，首先選中要添加點質量的幾何體，然后鼠標右鍵Insert，選擇Point Mass，然后選中該幾何體所有外邊緣，并添加2000kg質量。
自定義約束如下：
dX(POINT_MASS_1.cm)-ao(dX(PART_2.cm))
dY(POINT_MASS_1.cm)-ao(dY(PART_2.cm))
dZ(POINT_MASS_1.cm)-ao(dZ(PART_2.cm))
之所以定義為上述形式，目的在于將點質量始終與圓柱體也就是part_2的質心重合。
這些節點充當自由浮動質點（free-floating point masses），可以與主動接觸面（active contact faces）發生接觸。為了便于比較，還進行了節點侵蝕的分析，由此一旦周圍的所有單元都已失效，節點將從接觸計算中移除（可以節省計算量）。在本示例中，與自由節點（free-flying nodes）相關的動量傳遞預計很大，因此不推薦使用節點侵蝕。
4.添加質量點
下面是質量點的添加，在第一個遠程點上添加point mass，表示齒輪，轉盤等大質量的物體，如圖所示。同時需要進行慣性矩的添加，可以在ANSYS中三維實體模型設置相應的坐標系后來測量數據，如下圖所示。
Mass的創建... 186
16.8 焊點類型... 187
16.9 焊線... 188
16.10 螺栓... 189
16.11 ID修改... 190
16.12 Welding. 191
16.12.1 FE焊點修改... 191
16.13 刪除... 192
第17章 Copy Model復制... 193
17.1 Copy. 193
17.2 Select
一 分析背景
PCBA作為電子產品中必不可少的組件，常見的處理方法有實際建模、簡化電子元器件、去除器件只留PCB板，簡化為Point Mass等。根據具體應用場合選擇不同的方式。本例主要講述如何有效地簡化為質量點。
二 應用場合
1. 首先實際建模基本不可行的，計算機能力的限制，很難做到實際建模。當需要對特定元器件分析時，可以將此部分實際建模，其他部分仍簡化處理。
讀者可采用三維模型求解與一維模型結果對比，若圓盤沒使用Point Mass模擬而采用直接實體模型，得到的振型圖與一維模型結果略有差異。
At present will only accept diffracting and point mass elements.
5）AQWA-NAUT - Accepts all elements and parameters.
3.
默認情況下，粒子不是通用接觸域中的一部分，這與一維單元（1-node elements）類似（例如point masses）。默認的粒子接觸厚度與在截面定義中指定的特征長度值相同；因此，為了實現接觸，粒子的接觸行為等效成一個球體，其半徑等于小立方體（與粒子相關聯的）的內接球的半徑。
對于PC3D單元，接觸厚度不能為0，否則計算難以收斂。推薦使用默認的或指定合理的接觸厚度。
In KULI, the cell itself is
represented by two point masses that are connected with a thermal conductivity component.
