ansys簡單桁架模態分析的案例
簡單桁架可靠性分析在ANSYS上的實現：
簡單桁架可靠性分析在ANSYS上的實現：
*create,qq
*set,a1,10
*set,a2,10
*set,a3,10
/prep7
et,1,1
mp,ex,1,2.1e5
r,1,a1
r,2,a2
r,3,a3
n,1
n,2,10
n,3,20
n,4,10,-10
real,1
e,1,4
real,2
e,2,4
real,3
e,3,4
fini
/solu
d,1,all,,,3
f,4,fx,20000
f,4,fy,-20000
solve
fini
/post1
set,1
etable,volu,volu
etable,axst,ls,1
*get,sig1,elem,1,etab,axst
*get,sig2,elem,2,etab,axst
*get,sig3,elem,3,etab,axst
ssum
*get,tvol,ssum,,item,volu
fini
*end ！以上為宏qq
*use,qq
/pds
pdanl,qq
pdvar,a1,gaus,10,.5
pdvar,a2,tria,10,11,12
pdvar,a3,unif,9,11
pdcor,a1,a3,.2
pdvar,sig1,resp
pdvar,sig2,resp
pdvar,sig3,resp
pdvar,tvol,resp
pdmeth,mcs,dir
pddmcs,100,none,all,,,,123456 ！設定循環次數
pdexe,qq ！
展開 ANSYS workbench簡單應用——有預應力的模態分析
原創內容，轉載請注明出處
模態分析是用來確定結構的振動特性的技術。在有限元中，模態分析是響應譜分析、隨機振動分析的基礎。對于求解一個簡單結構的自然振型來說，ANSYS workbench已經將這個過程簡化到任何新手一看即會的程度了。這里用一個簡單例子闡述有預應力情形下的模態分析過程。
本例分析一個長鉚釘結構在施加預緊力情形下的模態。
首先在workbench工作區內新建一個靜力分析模塊和一個模態分析模塊，新建模態分析模塊時拖至前一模塊的solution欄，表示共享前一模塊的工程數據、幾何文件、設置以及最終的解。如果不連接solution和setup，那么模態分析中不會包含靜力分析模塊求解出的預應力。
導入幾何文件之后，按照默認設置劃分網格得到如下的網格：
如果要進行網格精細劃分，可以細化成如圖：
本例子采取默認網格。下面施加約束，對如圖所示的兩個面施加無摩擦約束。
以及另一端的鉚釘頭側面：
施加載荷，選擇未約束的鉚釘頭底面一側，施加一個大小為4000N的力：
接下來求解靜力結構分析，插入總變形結果，如圖所示：
可以看到，變形最大為0.18mm，發生在施加力的一端，說明分析基本正確。
接下來進行模態分析，由于之前新建分析模塊時已經將兩個模塊進行了連接，這里不需要退出到workbench主界面。注意到模態分析下有一欄預應力，其括號中顯示為靜態結構，說明數據已經在模塊之間共享。
由于約束已經在上一步設置好，這里直接求解，求解完畢后單擊solution欄，得到前6階模態的數據：
在柱形圖中右擊選擇全部，再右擊選擇生成模態圖，重新求解一次，得到各階振型圖。這里只展示第一和第六階。
到此為止，模態分析已經完成。下一步可以開展響應譜分析或者其他分析。
展開 《基于 ABAQUS 的桁架機器人模態分析》
摘 要：為了確保桁架機器人在設計階段滿足模態性能要求，在設計前期需要對桁架機器人進行模態分析研究。本文首先根據物流工廠中的實際需求，確定桁架機器人的整體結構，并建立三維模型；然后基于 ABAQUS 有限元仿真平臺提取桁架機器人的前十階固有頻率以及振型；最后通過模態試驗方法對桁架機器人的實體縮小模型進行分析。結果表明：模態試驗結果中存在四種振型與 ABAQUS 分析結果中的四種振型吻合程度較高，驗證了仿真實驗的可靠性。所做分析為避免發生共振及后續改進等研究提供理論支持。
關鍵詞：桁架機器人；ABAQUS；模態仿真；模態試驗
0 引言
隨著“中國制造 2025”的不斷推廣，鼓勵制 造企業進行物流智能化轉型，推動物流、智能倉儲 等物流新技術、新設備的應用。在這個過程中，智 能物流工廠必須堅持以智能產品為主體，智能生產 為主線[1]。工業機器人是整個生產過程中的關鍵環 節，能有效降低人工成本，提高生產效率。桁架機 器人也叫直角坐標機器人，是工業機器人的一種。由于桁架機器人有著可承受重質量運輸、剛度大、 強度高、安全系數高等特點，使得它在物流工廠應 用中的優勢更加明顯。當前，桁架機器人在智能制 造中有著舉足輕重的地位，它不僅大大降低了企業 總成本中的勞動力投入成本，而且顯著提高了制造 業中的生產效率。桁架機器人主要以直線運動為 主，由 X，Y 及 Z 方向分別提供 3 個獨立的自由度， 完成工作空間點的定位工作。桁架機器人作為智能 物流工廠輸送線中的重要組成部分，對整個系統起 著至關重要的作用，必須保證桁架機器人正常工作 情況下的運動精度及可靠性。因此，對桁架機器人 進行模態分析的研究具有重要的意義。
國內外學者對結構的模態分析進行了大量研 究。
展開 《基于 ABAQUS 的大跨距桁架不同截面模態分析和結構優化》
[ 摘要 ] 針對某企業多臺聯動 CNC 車床大跨距桁架機械手機身剛度及整機穩定性問題，基于 ABAQUS 模態 分析理論，對大跨距桁架機械手橫梁不同橫截面進行分析，比較并判別最優橫截面材料力學性能。通過對 桁架機械手橫梁不同橫截面的有限元分析，得出其自振頻率以及前 6 階振型圖。根據企業要求，優化橫梁 結構，使其在滿足高精度高剛度的要求下，機構重量減輕，滿足企業生產需求，提高經濟效益。
[ 關鍵詞 ] ABAQUS；結構優化；模態分析；振動；桁架機械手
0 引言
桁架機械手是一種建立在直角 X，Y，Z 三 坐標系統基礎上 [1]，可以調整零件位置，或者實 現零件的軌跡運動等功能的全自動工業設備 [2]。大部分桁架機械手由直線運動模塊組成 [3-4]。本 文針對江西贛州某自動化加工鐘表企業，實現自 動抓取加工表殼功能，設計出一款適用于多臺 CNC 車床的大跨距桁架機械手。該系統能實現三 臺 CNC 車床并行工作，提高工件加工生產效率， 但由于其桁架機械手縱梁跨度較大，故需要對其 進行桁架結構模態分析，并需要進一步優化結構。
本文大跨距桁架機械手主要由 X 軸橫梁組件、Y軸縱梁組件和支撐立柱等核心部件組成[5-6]。企業要求大跨距橫梁采用矩形橫截面，故對其橫 梁截面進行優化，使其在滿足高精度高剛度的要 求下，機構重量減輕，滿足企業生產需求，提高 經濟效益。
裝有機械臂的組件需要在 X 軸橫梁上行走， 在此過程中，會對 X 軸橫梁產生一定載荷，在此載荷下，機身容易發生變形，需要對對 X 軸橫梁 進行模態分析，優化結構，避免發生共振 [7-8]。
1 桁架機械手結構
如圖 1 所示，X，Y，Z 三個方向的運動組件 為桁架機械手的核心組件，定義規則遵循笛卡爾 坐標系 [9-10]。
展開 
基于ANSYS WORKBENCH的桁架結構的分析
有不少朋友經常問到在WB中的桁架分析問題。例如下面的桁架，有兩個端點被固定，而在C處施加一個向下的集中力，如何計算該問題？
在ANSYS APDL中，計算該問題非常簡單。但是在WB中，則比較麻煩。對于線體模型，WB中默認的單元類型是BEAM188，如果直接使用默認單元會帶來一些出乎意料的結果。本文使用LINK180建模，這樣就需要插入命令流。下面說明使用LINK180的建模方法。
1. 創建靜力學結構分析系統。
2. 創建幾何模型
（1）創建草圖
（2）根據草圖生成線體模型
創建圓形截面，其半徑為10mm（該尺寸隨便設置，后面會被覆蓋）
將截面屬性賦予給線體模型
3. 設置桿的單元類型
在線體模型下添加命令
在命令文件編輯窗口輸入下列命令
、
上述命令的含義是：
第1行，設置單元類型是LINK180
第2-3行，設置截面類型是實心圓，且其橫截面積是10mm2
4. 劃分網格
在MESH下添加一個單元尺寸控制，設置給所有邊劃分1等份。
網格劃分結果如下圖
5. 施加邊界條件
該下面兩個關鍵點施加固定支撐，給上面點施加數值向下的力100N,結果如下圖
6. 求解并進行后處理
進行求解。
然后進行后處理。可以發現應力，應變，能量等按鈕均不可使用。
使用BEAM TOOL。
但是ANSYS表明，該梁工具不能使用。
添加BEAM RESULTS
但是ANSYS表明，該梁工具也不能使用。
使用WORKSHEET所提供的自定義數據類型，選擇其中的總位移結果
、
得到位移如下圖
讀者可嘗試使用WORKSHEET中的其它用戶自定義結果，
【評論】
1. 通過在幾何體模型后面添加命令，并編輯命令文本，可以設定單元為桿單元LINK180.
2.
展開 Ansys視頻教程之桁架靜力分析
[media=swf,500,375]http://player.ku6.com/refer/JQQfEZbMLmtTsLPI/v.swf[/media]
ANSYS中看似簡單的彈簧壓縮分析，其實不簡單 ￥8.8
基于workbench的彈簧接觸分析
Ansys Workbench的非線性分析主要包括大變形非線和接觸非線性分析，其設置容易求解難成了一大問題，本實例通過一個錐形彈簧壓縮實例來解釋大變形和接觸的部分設置方法使之收斂（微信：fwz0703）
1.建立模型
DM中可以建立彈簧模型，不過還是建議從其他三維軟件導入吧，畢竟dm中部分功能不容易實現
2.劃分網格
該模型劃分簡單，直接劃分成為四面體，另外上下面設置成剛性體，減小網格數量和接觸搜索范圍
3.設置接觸
設置相應的接觸為bond接觸和frictionless接觸形式
4.設置求解
該分析需要設置分步求解，為什么需要分步求解呢，因為計算多了就明白了，不需要分步的時候是一步計算是不收斂的，計算到一半位移的時候差不多就停止了，所以需要分步，第一步設置10個子步，第二步加密步數到20個子步就可以了
5.重啟動設置
該分析的難點之一便是第二步求解之后依舊不收斂，到后面停止，但是不要緊，將步數設置為50步，然后重啟動采用人工不是，從剛才的位置繼續計算就可以了，直到最后求解結束
6.提取結果
應力和變形結果如下
計算源文件和設置方法，以及非線性接觸計算需要收斂的方法
歡迎關注 https://www.yqgqt.org.cn/z/290258
展開 教程 - 機械 APDL 中的 2D 桁架分析 （ANSYS） 第 1 部分？
教程 - 機械 APDL 中的 2D 桁架分析 （ANSYS） 第 1 部分
一般來說，有限元解可以分為以下三個階段。
1. 預處理：定義問題;
- 定義關鍵點/線/區域/體積
- 定義元素類型和材料/幾何屬性
- 根據需要劃分線/區域/體積
2. 解決方案：分配載荷、約束和求解;
3. 后處理：
- 節點位移列表
- 單元力和彎矩
- 撓度圖
- 應力等值線圖
在本教程中，我們將進行第一步。
步驟1：
啟動 Ansys Mechanical APDL。
步驟2：
單擊 Preferences 并選擇 Structural ，因為我們將進行結構分析。單擊 OK（確定）。
步驟3：
現在我們必須繪制關鍵點。在 Preprocessor >> Modeling >> Create >> In active CS 下創建。
步驟4：
現在我們必須輸入 Keypoints。輸入關鍵點編號 1 和 XYZ 坐標，然后單擊 Apply。
步驟5：
輸入第二個關鍵點 X=500，Y=1000。Z 將保持為零，因為我們有 2D Bridge Truss。單擊 Apply。
步驟6：
輸入第三個關鍵點 X=1000，Y=0。單擊 Apply。
步驟7：
輸入第 4 個關鍵點 X=1500，Y=1000。單擊 Apply。
步驟8：
輸入第 5 個關鍵點 X=2000，Y=0。單擊 OK
步驟9：
現在我們已經繪制了關鍵點。我們必須沿著這些關鍵點創建線條。轉到 建模 >> 在激活坐標中>>創建>>線。
步驟10：
現在通過單擊它們來選擇 kepoint，然后單擊其他關鍵點以創建線。創建成員。單擊 OK（確定）。
步驟11：
現在我們必須定義 Element 類型。即 Beam。
展開 教程 - 機械 APDL 中的 2D 桁架分析 （ANSYS） 第 2 部分
一般來說，有限元解可以分為以下三個階段。
1. 預處理：定義問題;
- 定義關鍵點/線/區域/體積
- 定義元素類型和材料/幾何屬性
- 根據需要
劃分線/區域/體積 2.解決方案：分配載荷、約束和求解;
3. 后處理：
- 節點位移列表
- 單元力和彎矩
- 撓度圖
- 應力等值線圖
在本教程中，我們將進行第二步和第三步。
1. 步驟1：
這是教程的第二部分，我們在其中解決問題。在 Solution >> Analaysis 下，鍵入 New analysis>>。選擇 static 并單擊 OK。
2. 步驟2：
在定義載荷下>>>> Structural >> 位移 >> On 關鍵點上應用。現在，我們將定義固定的關鍵點或支撐。
3. 步驟3：
選擇兩個下角關鍵點，然后單擊 OK。
4. 步驟4：
選擇 All DOF 并單擊 OK。
5. 步驟5：
轉到定義載荷 >> 在關鍵點上應用>> 結構>>力矩/力矩 >> 。
6. 步驟6：
選擇上部關鍵點，然后單擊 OK。
7. 步驟7：
力的方向為 FY 且輸入 Force 值 = -10000，因為力將向下作用。
8. 步驟8：
現在我們已經準備好了模型進行求解。在 Solve 下>> Current Load 步驟。
9. 步驟9：
單擊 OK（確定）。
10. 步驟10：
一條消息 Solution is done！將顯示流程何時完成。單擊 Close。
11. 步驟11：
現在是這個過程的第三部分。要進行后處理。轉到 General PostProc >> 列出結果 >> reaction solu。
12.
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例2---桁架系統的靜力學分析
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【討論與結論】
從分析結果來看，二者的結果是一致的。
從分析的過程來看，ANSYS經典界面使用了直接建模法，而不用劃分網格；而ABAQUS則使用了統一的方式。
經過上述兩個靜力學算例的比較，我們認為，ANSYS與ABAQUS在簡單線彈性問題方面的分析能力大體相同，其結論是非常相似的，而操作過程稍微有所區別。如果對于簡單的問題進行線彈性靜力學分析，隨便選擇其中一款軟件都是可以的。
后面將會開始考察非線性問題。首先考慮材料非線性。
來源：宋博士的博客，版權歸作者所有。
展開 平面三角桁架（常為屋架）ANSYS靜力分析（桿單元） ￥1.25
作者介紹： 力學碩士，有七年的結構有限元分析經驗
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在ANSYS中，桁架結構（只承受拉壓，不承受彎矩）要使用桿單元（link單元）進行分析。在新版的ANSYS中，一般都推薦使用link180單元，該單元有兩個節點，每個節點有三個平移自由度。對于本文的平面三角桁架分析，有如下注意事項：
1 link180是三維桿，分析平面問題，需要約束一個自由度，一般為Z向。
2 桁架結構的建模，可以直接從節點單元開始，因為桁架的每根桿都只劃分為一個單元。
3 link180單元的截面雖然可以用sectype和secdata來定義，但計算本質還是轉化為實常數。
4 對于桿結構，荷載都施加在節點上，桿單元不能施加線荷載。
對于線模型（桿結構，梁結構，管結構），SECTYPE和SECDATA是很重要的命令：
當命令sectype的type是link的時候，secdata定義桿截面面積。
如果讀者想詳細了解SECTYPE和SECDATA，可以輸入help, sectype或者help, secdata。如下圖：
然后按一下鍵盤的enter，軟件會跳出help文件，詳細解釋sectype。
后文目錄：
一：建模
二：求解
三：后處理
四：源文件
展開 
ANSYS桁架橋靜力學分析（附命令流和視頻教程）
本文介紹簡易桁架橋的靜力學分析，適合入門進階用戶熟悉ANSYS軟件GUI操作，學習APDL命令流，掌握桁架類結構建模方法，以及梁單元和殼單元的基本應用。
桁架橋的結構如下圖所示，包括了端部斜拉桿，上下弦，橫向連接梁，橋面等部分。端部斜拉桿，上下弦，橫向連接梁采用beam188梁單元，橋面采用SHELL181殼單元。
左右兩端添加有位移約束，中間加載有集中力，另外還考慮重力作用。
最后求解結構變形圖，總位移云圖，節點矢量位移圖，內力圖等。
建模分析過程GUI操作演示視頻
視頻來源網絡出處不明。該視頻重在演示軟件操作過程，結果與下面整理的命令流文件結果有些許差異，不必糾結，重在了解分析求解過程。
命令流：
/COM, Structural
/TITLE,Truss Bridge Static Analysis
/FILNAME,Girder,1
/PREP7
ET,1,BEAM188 !定義188號梁單元
ET,2,SHELL181 !定義181號殼單元
KEYOPT,1,3,3 !Cubic Form
KEYOPT,2,3,2 !Full W/incompatible
MP,EX,1,2.1E11
MP,PRXY,1,0.3
MP,DENS,1,7850 !定義鋼結構材料
MP,EX,2,3.5E10
MP,PRXY,2,0.1667
MP,DENS,2,2500 !
展開 ANSYS beam梁模態分析，包括考慮預應力和大變形下的預應力模態分析 ￥5
考慮不同情況下的模態分析
以一個簡單的beam梁為例子
1.一邊固定下的模態分析
前三階模態
SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE
1 6.9815 1 1 1
2 43.627 1 2 2
3 121.59 1 3 3
2.
考慮壩體-庫水相互作用的重力壩模態分析--對比分析ANSYS和ABAQUS重力壩流固耦合模態結果
分割線================================
此篇只簡單進行了兩個軟件的模態對比分析結果，熟悉了兩款軟件中流固耦合單元的設置方式與操作流程，得出結果供大家參考，后續會進一步推出相關計算案例。歡迎各位朋友交流指正。
Ansys Workbench模態分析
而我們所提取模態的階數即對應要獲取的方程中特征值的個數。實際的分析對象是無限維的，所以其模態具有無窮階。但是對于運動起主導作用的只是前面的幾階模態，所以計算時根據需要指定提取前幾階進行計算。
復雜的振動一般都可分解為簡單振動的組合，而且，這些個簡單振動，跟外來的激勵樣式無關，只跟物體的本身的性質以及邊界約束條件有關。
求振型的過程，就是把復雜振動“提純”（數學術語叫做解耦，decoupling）的過程。例如當簡支梁受到不同形式的外力時，會有不同的振動樣式，再復雜的形式，也不過是前幾階振型的線性組合。由于各階振型在整個振動中所占的比例不同，在宏觀上就表現為振動形態有所不同。找出了振型，就抓住了振動的本質特征，振型是特征向量的一種表現形式。
一階模態是外力的激勵頻率與物體固有頻率相等的時候出現的，此時物體的振動形態叫做一階振型或主振型。
3.模態分析的前六階以及其它階
對于沒有約束的對象，前6階為剛體位移模態，頻率為0；而對于有約束的對象，則沒有剛體模態。約束施加的正確與否，對結構模態分析的影響十分顯著，因此對于該問題應十分注意，保證對模型施加的約束與實際情況盡量符合。
所以模態分析的目的就是要得到結構的振型和固有頻率。所得到的應力、應變、位移值都沒有實際量化意義，只能用于定性地考察比較；模態分析的意義在于了解結構的共振區域，為結構設計提供指導，它是開展其它動力學特性分析的基礎；為結構系統的振動特性、振動故障診斷以及結構動力特性的優化設計提供依據。
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