ansys 諧波響應(yīng)的案例
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)中諧波響應(yīng)和三維瞬態(tài)響應(yīng)
主要介紹了轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)中諧波響應(yīng)和三維瞬態(tài)響應(yīng)的理論背景。諧波響應(yīng)主要基于非旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系系統(tǒng)，求解算式的算法分為模態(tài)和直接算法，最終可以獲得四種類(lèi)型的結(jié)果。三維瞬態(tài)響應(yīng)的原理基本方程與諧波響應(yīng)略有區(qū)別，
Hilbert Hughes Taylor算法為求解的默認(rèn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)算法，但還有其他三種算法可供選擇，最終可以提供四種類(lèi)型的結(jié)果展示。
背景理論文檔.pdf
Ansys 案例研究 | GoPro 相機(jī)諧波分析與減振優(yōu)化
概述：
本案例介紹了在 GoPro 相機(jī)上進(jìn)行諧波分析的流程。GoPro 相機(jī)在實(shí)際工況載荷作用下，極易受到低頻振動(dòng)影響，因此檢測(cè)并規(guī)避共振引發(fā)的零部件損傷風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。本文完整展示了 GoPro 相機(jī)諧響應(yīng)分析的操作流程，并闡明了增加阻尼對(duì)結(jié)構(gòu)受激振動(dòng)特性的影響規(guī)律。
目標(biāo)：
1、理解在 ANSYS 中進(jìn)行諧波分析的工作流程；
2、加深對(duì)共振與阻尼原理的理解，并掌握二者在工程實(shí)際中的應(yīng)用方法。
步驟：
1、打開(kāi) ANSYS Workbench，新建諧波響應(yīng)分析項(xiàng)目，并檢查單位設(shè)置。
2、為所有零部件定義材料屬性。材料詳細(xì)參數(shù)可參考模型文件；本次仿真僅用于演示操作流程，非精密工程設(shè)計(jì)，因此所有材料參數(shù)均為假設(shè)取值。
3、導(dǎo)入幾何模型。
圖1 GoPro相機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)
4、搭建模型，為幾何體賦予材料屬性，定義綁定接觸與關(guān)節(jié)。如圖 2 所示，創(chuàng)建兩個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)；設(shè)置扭轉(zhuǎn)剛度為 2000 N?mm/rad，并將其賦予兩處關(guān)節(jié)。采用 5mm 全局網(wǎng)格尺寸及線性單元完成模型網(wǎng)格劃分。
圖 2 模型所定義旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)示意圖
5、定義分析設(shè)置并施加邊界條件。相機(jī)實(shí)際工作載荷的頻率大概率處于低頻區(qū)間，因此將分析頻率范圍設(shè)定為 0~30Hz。設(shè)置 30 個(gè)求解間隔，采用完全求解法，并設(shè)定恒定結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù)為 0.02。以外加位移的形式對(duì)下方環(huán)形結(jié)構(gòu)施加外部激勵(lì)（見(jiàn)圖 3）。
圖 3 位移邊界條件示意圖
6、運(yùn)行仿真并分析結(jié)果，輸出圖 4 所示零部件的變形頻率響應(yīng)。由圖 5 可見(jiàn)，結(jié)構(gòu)在8Hz處發(fā)生共振，Z 向最大變形可達(dá) 37mm。過(guò)大的變形量無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求，因此將為關(guān)節(jié)增設(shè)阻尼，以改善結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能。
展開(kāi) 1D模型的諧波響應(yīng)分析
不平衡負(fù)載的梁?jiǎn)卧D(zhuǎn)子諧波分析
本節(jié)的教程已第一節(jié)的一維簡(jiǎn)單建模教程為基礎(chǔ)，對(duì)如下的模型進(jìn)行分析。
2.
此次練習(xí)主要包括以下內(nèi)容：
l
打開(kāi)已有模型
l
更改分析類(lèi)型
l
建立不平衡負(fù)載
l
進(jìn)行轉(zhuǎn)子諧波分析
l
查看結(jié)果并提交報(bào)告
英文目錄如下：
諧波響應(yīng)的一些理論知識(shí)及算法可以在samcef manual 在線幫助中查看。這里主要是利用模態(tài)法（本節(jié)用到）和直接法(在非線性分析，如間隙，非線性剛度等中用到)。
具體的操作過(guò)程，請(qǐng)參照英文文檔的圖片進(jìn)行操作。
RD_TU_F_002 1D模型諧波響應(yīng).pdf
ANSYS諧響應(yīng)分析實(shí)例：懸索拱橋的諧響應(yīng)分析
ANSYS諧響應(yīng)分析實(shí)例：懸索拱橋的諧響應(yīng)分析
ANSYS諧響應(yīng)分析實(shí)例：懸索拱橋的諧響應(yīng)分析.pdf
Ansys Workbench諧響應(yīng)掃頻結(jié)果，創(chuàng)建報(bào)告 ￥10
", 2) '讀取txt文檔中的最大應(yīng)力值和頻率
picUseNum = 0
picName = resultFileDir & "\file" & Format(picUseNum, "000") & ".jpg" '結(jié)果文件夾中的 圖片file000
' 02 創(chuàng)建文檔標(biāo)題和描述
Selection.EndKey Unit:=wdStory
Selection.InsertAfter titleName '仿真結(jié)果標(biāo)題
Call formatTitle_B '轉(zhuǎn)2級(jí)標(biāo)題格式，并轉(zhuǎn)接正文格式
Selection.InsertAfter "頻響分析是一種研究結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)在受到諧波激勵(lì)時(shí)的響應(yīng)行為方法。
展開(kāi) ANSYS workbench石油井架地震響應(yīng)分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)石油井架模型的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)地震響應(yīng)分析相關(guān)的分析步的建立
3、學(xué)習(xí)地震響應(yīng)分析相關(guān)的約束條件的建立
4、學(xué)習(xí)地震響應(yīng)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 石油井架地震響應(yīng)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
?
ANSYS workbench 房屋響應(yīng)譜分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)房屋模型的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)房屋模型相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)響應(yīng)譜分析相關(guān)的分析步的建立
4、學(xué)習(xí)響應(yīng)普分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 房屋響應(yīng)譜分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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ANSYS workbench 橋梁響應(yīng)譜分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)橋梁模型的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)梁模型相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)響應(yīng)譜分析相關(guān)的分析步的建立
4、學(xué)習(xí)響應(yīng)普分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 橋梁響應(yīng)譜分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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ansys workbench諧響應(yīng)掃頻，錄制的python加速度命令，問(wèn)題記錄 ￥10
問(wèn)題：
使用Python腳本錄制功能，記錄下的諧響應(yīng)加速度命令不能正常使用。按照錄制的python命令寫(xiě)出的加速度激勵(lì)載荷，界面上看不出任何問(wèn)題，求解則會(huì)報(bào)錯(cuò)，同時(shí)也不能正常導(dǎo)出*.dat文件。
一：利用錄制功能，錄制諧響應(yīng)加速度在激勵(lì)的python命令。（此時(shí)可以正常計(jì)算）
二：刪除上一步手動(dòng)創(chuàng)建的“Acceleration”， 整理python命令，使用命令創(chuàng)建新的“Acceleration”。
三：此時(shí)界面顯示沒(méi)有任何問(wèn)題，加速度激勵(lì)也成功創(chuàng)建，但是點(diǎn)擊求解則會(huì)報(bào)錯(cuò)。
四：并且將python命令生產(chǎn)的數(shù)值，手動(dòng)更改下。又可以正常計(jì)算。
解決方法：
將可以手動(dòng)填寫(xiě)的加速度激勵(lì)（可以正常計(jì)算），導(dǎo)出*.dat文件可以看到，加速度信息的APDL命令。
加速度載荷是以“time”為變量記錄的表格載荷。
展開(kāi) ANSYS workbench 底座諧響應(yīng)分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)底座模型的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)諧響應(yīng)分析相關(guān)的分析步的建立
3、學(xué)習(xí)諧響應(yīng)分析相關(guān)的約束條件的建立
4、學(xué)習(xí)諧響應(yīng)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 底座諧響應(yīng)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
ANSYS workbench房屋響應(yīng)譜分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)房屋模型的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)房屋模型相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)響應(yīng)譜分析相關(guān)的分析步的建立
4、學(xué)習(xí)響應(yīng)普分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 房屋響應(yīng)譜分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
ANSYS workbench吊鉤響應(yīng)面分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)吊鉤的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)吊鉤響應(yīng)面分析步的建立
3、學(xué)習(xí)吊鉤響應(yīng)面分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)吊鉤響應(yīng)面載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 吊鉤響應(yīng)面分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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ANSYS workbench連桿諧響應(yīng)分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)連桿模型的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)諧響應(yīng)分析相關(guān)的分析步的建立
3、學(xué)習(xí)諧響應(yīng)分析相關(guān)的約束條件的建立
4、學(xué)習(xí)諧響應(yīng)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 連桿諧響應(yīng)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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Ansys Workbench中進(jìn)行隨機(jī)響應(yīng)分析
在隨機(jī)響應(yīng)分析時(shí)，需要設(shè)置隨機(jī)載荷激勵(lì)。
在Analysis Settings中選擇隨機(jī)響應(yīng)分析中所需要使用的模態(tài)階數(shù)（本例中選擇了10階，具體工程需酌情考慮）。
在ANSYS中進(jìn)行隨機(jī)響應(yīng)分析時(shí)，可以使用PSD（功率譜密度：Power Spectral Density）激勵(lì)來(lái)模擬結(jié)構(gòu)所處的隨機(jī)振動(dòng)環(huán)境。PSD激勵(lì)是根據(jù)隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度進(jìn)行定義的。
Ansys中的PSD激勵(lì)有四種：加速度功率譜密度（PSD Acceleration）、PSD Velocity（速度功率譜密度）、PSD G Acceleration（以重力加速度表示的功率譜密度）、PSD Displacement（位移功率譜密度）。
以下以PSD G Acceleration施加為例，施加沿Y方向的基礎(chǔ)激勵(lì)，功率譜密度施加如下，頻率范圍需包含關(guān)注的頻率。
需注意的是，Ansys會(huì)自動(dòng)判斷所輸入的PSD數(shù)據(jù)是否合理，在Graph中顯示的PSD曲線，最好是所有段均為綠色。
如果曲線中有黃色段，可在相應(yīng)的地方插入分段，即可變?yōu)榫G色
設(shè)置了使用頻率階數(shù)，施加PSD激勵(lì)后，即可提交分析，查看結(jié)果了。
隨機(jī)響應(yīng)分析結(jié)果中，有1 Sigma、2 Sigma、3 Sigma的結(jié)果，可根據(jù)需要選擇查看。
在隨機(jī)響應(yīng)分析中，1 sigma、2 sigma和3 sigma是用于描述結(jié)果的統(tǒng)計(jì)偏差范圍的術(shù)語(yǔ)。它們是標(biāo)準(zhǔn)差（Standard Deviation）的倍數(shù)，用于表示結(jié)果分布的離散程度。
1 sigma：當(dāng)我們說(shuō)某個(gè)結(jié)果處于1 sigma范圍內(nèi)時(shí)，意味著它處于平均值附近的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)。大約68%的結(jié)果位于1 sigma范圍內(nèi)。
展開(kāi) ANSYS求解單自由度系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)分析
問(wèn)題： 圖示系統(tǒng)質(zhì)量塊質(zhì)量為m=30kg，彈簧剛度為k=30kN/m并且彈簧質(zhì)量可以忽略，質(zhì)量塊被向左方向推離位置10mm后放手，求此系統(tǒng)的固有頻率、周期和響應(yīng)，以及彈簧所受的力。
理論解：
！1求解系統(tǒng)的固有頻率
finish
/clear
/prep7
et,1,mass21
et,2,combin14
keyopt,1,3,4 !mass21二維無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的質(zhì)量點(diǎn)
keyopt,2,3,2 !2d軸向彈簧
r,1,30
r,2,3e4
n,1
n,2,1,0
type,1
real,1
e,2
type,2
real,2
e,1,2
d,1,all
d,2,uy
/solu
antype,modal
modopt,lanb,1
mxpand,1
solve
/post1
set,list
！2求系統(tǒng)的響應(yīng)曲線
finish
/clear
/prep7
et,1,mass21
et,2,combin14
keyopt,1,3,4
keyopt,2,3,2
r,1,30
r,2,3e4
n,1
n,2,1,0
type,1
real,1
e,2
type,2
real,2
e,1,2
/solu
antype,trans
Trnopt,full
outres,all,all
timint,off
d,1,all
d,2,uy
d,2,ux,0.01
time,1
solve
time,2
kbc,0
ddele,2,ux
timint,on
autots,on
deltim,0.01,,0.1
solve
/post26
nsol,2,2,u,x
plvar,2
prvar,2
最后得到結(jié)果質(zhì)量點(diǎn)的位移響應(yīng)曲線
展開(kāi) 