ansys廣義質(zhì)量
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-08
ansys廣義質(zhì)量的視頻教程
【06】附加質(zhì)量在ANSYS中的應(yīng)用
本課程主要面向ANSYS用戶(hù)，通過(guò)對(duì)ANSYS的操作步驟講解，主要是命令流，仔細(xì)講解了命令流的用法，包括建立模型建立，材料參數(shù)設(shè)置，網(wǎng)格劃分，邊界條件設(shè)置，如何施加質(zhì)量單元以及對(duì)后處理結(jié)果的分析。 本課程分析例子是懸臂柱，一共包含兩個(gè)章節(jié)的內(nèi)容，從前處理到后處理。
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【05】附加質(zhì)量/勢(shì)流體在ANSYS中的應(yīng)用
本課程主要面向ANSYS用戶(hù)，通過(guò)對(duì)ANSYS的操作步驟講解，主要是命令流，仔細(xì)講解了命令流的用法，包括建立模型建立，材料參數(shù)設(shè)置，網(wǎng)格劃分，邊界條件設(shè)置，如何施加質(zhì)量單元和水體單元以及對(duì)后處理結(jié)果的分析。 ? ? ? ?本課程分析例子是懸臂柱，一共包含三個(gè)章節(jié)的內(nèi)容，從前處理到后處理。
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【3】ANSYS Workbench中附加質(zhì)量施加方法及干濕模態(tài)分析應(yīng)用
如何在ANSYS Workbench中施加附加質(zhì)量及干濕模態(tài)分析應(yīng)用
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ansys廣義質(zhì)量的實(shí)例教程
1.引論
經(jīng)常使用Ansys、Abaqus等一系列有限元分析軟件進(jìn)行計(jì)算、學(xué)習(xí)的學(xué)生或工程師們都會(huì)知道在有限元分析建模與計(jì)算中剛度矩陣與質(zhì)量矩陣的重要性。但是由于軟件的黑盒性質(zhì)，大家往往在實(shí)際使用十分成熟的商業(yè)化軟件的過(guò)程中慢慢忽視了有限元及其衍生出的商業(yè)軟件背后的原理與方法。
這時(shí)，不管是在學(xué)習(xí)中還是在工程應(yīng)用中往往都會(huì)遇到一個(gè)同樣的問(wèn)題，那么就是如何將Ansys APDL運(yùn)行中的產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)（例如：剛度矩陣、質(zhì)量矩陣）導(dǎo)出成為我們熟悉的形式或文件格式，從而為我們所用，所分析。
因此我決定寫(xiě)下此篇文章來(lái)幫助很多實(shí)際工作或?qū)W習(xí)中需要用到此類(lèi)技能的同學(xué)、同事們，讓大家更了解Ansys APDL背后的工作原理與數(shù)據(jù)導(dǎo)出方式。
當(dāng)然，在社區(qū)中早就有大佬回答過(guò)了這個(gè)問(wèn)題，并給大家制作了相應(yīng)的提取矩陣軟件，其軟件具備了簡(jiǎn)單、便捷的操作方式，讓很多想要提取剛度矩陣與質(zhì)量矩陣的同僚們受益，那么我為什么還要寫(xiě)一篇這樣的文章重新提起這樣一個(gè)話(huà)題呢？這就又回到了我開(kāi)頭所說(shuō)的“原理與方法”，我在此更希望面對(duì)想要進(jìn)一步學(xué)習(xí)了解軟件背后機(jī)理的群體，并在此基礎(chǔ)上保留教學(xué)的簡(jiǎn)潔性，提供導(dǎo)出矩陣與轉(zhuǎn)換、列式、求解的源代碼，使其既兼顧基本原理，又可以讓大家直接上手使用，非常的便捷，也避免了很多因?yàn)閮?yōu)化不完全導(dǎo)致的運(yùn)行bug。
2.有限元軟件導(dǎo)出剛度矩陣與質(zhì)量矩陣的方法
在使用APDL進(jìn)行求解時(shí)，每次在求解完成后都會(huì)在工作路徑下生成一個(gè).full文件，而這個(gè)文件十分關(guān)鍵，其正是剛度矩陣與質(zhì)量矩陣的所在之處。
展開(kāi) =MASS：輸出質(zhì)量矩陣。可用于特征值屈曲、子結(jié)構(gòu)分析、模態(tài)分析。
=DAMP：輸出阻尼矩陣。僅用于有阻尼的模態(tài)分析。
rhs---右邊項(xiàng)輸出控制（右邊項(xiàng)指用矩陣所表示方程的等號(hào)右端矢量，這里可為節(jié)點(diǎn)荷載向量），如rhs=YES則輸出，如rhs=NO則不輸出。
模態(tài)分析時(shí)，因僅LANB和QR法可生成完整的質(zhì)量矩陣，因此也僅采用這兩種方法時(shí)才可使用HBMAT命令得到質(zhì)量矩陣文件。
這個(gè)是Ansys幫助文件中對(duì)HBMAT命令的解釋?zhuān)?em>Ansys分析中，會(huì)在根目錄下形成.full的二進(jìn)制文件，里面存儲(chǔ)的就是已經(jīng)組合好的剛度和質(zhì)量矩陣，只是是以二進(jìn)制文件的形式存在，通過(guò)HBMAT命令可以將二進(jìn)制文件轉(zhuǎn)換為可以使用的十進(jìn)制文件，十進(jìn)制文件是以txt的形式存放在根目錄下。
打開(kāi)生成的十進(jìn)制文件，發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有得到我們所想象的剛度、質(zhì)量矩陣的形式，而是一長(zhǎng)串的數(shù)字。這是因?yàn)椋?em>Ansys中的矩陣文件是以稀疏矩陣的形式存儲(chǔ)的，得到的十進(jìn)制文件，只是給出了矩陣中元素對(duì)應(yīng)的位置和值，我們需要對(duì)這一串?dāng)?shù)字進(jìn)行整理才能得到原始的矩陣形式。這就需要明確十進(jìn)制文件中數(shù)字的排列規(guī)律。
文件基本格式是前面有4或5行描述數(shù)據(jù)，其后為單列矩陣元素值，說(shuō)明如下：
第1行：格式（A72），為文件頭的字符型解釋?zhuān)鐒偠染仃嚮?em>質(zhì)量矩陣等標(biāo)題。
第2行：格式（5I14），分別表示該文件的總行數(shù)（不包括文件頭）、矩陣列指針的總行數(shù)、矩陣行索引的總行數(shù)、矩陣元素?cái)?shù)值的總行數(shù)、右邊項(xiàng)總行數(shù)。
第3行：格式（A3,11X,4I14），分別為矩陣類(lèi)型、矩陣行數(shù)、矩陣列數(shù)、矩陣行索引數(shù)（對(duì)組裝后的矩陣，該值等于矩陣行索引數(shù)）、單元元素?cái)?shù)（對(duì)組裝后的矩陣此值為0）。
展開(kāi) 本人準(zhǔn)備出一個(gè)ANSYS知識(shí)普及系列，將有用的網(wǎng)上資料歸攏，由于知識(shí)水平有限，不對(duì)之處請(qǐng)諒解。也歡迎各位網(wǎng)友提供好的資料分享，讓我們共同完成這個(gè)ANSYS知識(shí)普及系列。
編輯人：技術(shù)鄰ANSYS專(zhuān)家
業(yè)務(wù)咨詢(xún)網(wǎng)址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
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下面是《ANSYS Verification Manual》中VM89.DAT稍加修改后提取模態(tài)質(zhì)量的例子：
/PREP7
/TITLE, VM89, NATURAL FREQUENCIES OF A TWO-MASS-SPRING SYSTEM
C*** VIBRATION THEORY AND APPLICATIONS, THOMSON, 2ND PRINTING, PAGE 163,EX 6.2-2
ET,1,COMBIN14,,,2
ET,2,MASS21,,,4
R,1,200 ! SPRING CONSTANT = 200
R,2,800 ! SPRING CONSTANT = 800
R,3,.5 ! MASS = .5
R,4,1 ! MASS = 1
N,1
N,4,1
FILL
E,1,2 ! SPRING ELEMENT (TYPE,1) AND K = 200 (REAL,1)
TYPE,2
REAL,3
E,2 ! MASS ELEMENT (TYPE,2) AND MASS = .5 (REAL,3)
TYPE,1
REAL,2
E,2,3 !
展開(kāi) 結(jié)構(gòu)質(zhì)量
*status,MASS
!=================
MASS顯示如下：
理論求解：
（0.6*0.6*3.3*2+0.3*0.6*3.6）*2*2600=15724.8 Kg
可見(jiàn)兩者并無(wú)差別，這個(gè)小技能你GET到了嗎？
關(guān)注公眾號(hào)：ANSYS結(jié)構(gòu)院 很有必要
對(duì)體和面來(lái)說(shuō)，ANSYS默認(rèn)的結(jié)果輸出格式是云圖格式，而這種彩色云圖打印為黑白圖像時(shí)對(duì)比很不明顯，無(wú)法表達(dá)清楚，這對(duì)于發(fā)表文章來(lái)說(shuō)是非常不便的。發(fā)文章所用的結(jié)果圖最好是等值線(xiàn)圖，并且最好是黑白的等值線(xiàn)圖。筆者原來(lái)進(jìn)行這項(xiàng)工作時(shí)一般借用photoshop等第三方軟件，很麻煩，并且效果不好。現(xiàn)通過(guò)摸索，發(fā)現(xiàn)通過(guò)靈活運(yùn)用ansys本身也能實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能。現(xiàn)將步驟寫(xiě)給大家，感謝caenet對(duì)我的幫助。
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在有限元分析中，ANSYS 可以導(dǎo)出大規(guī)模稀疏矩陣（如剛度矩陣、質(zhì)量矩陣），通常使用 Harwell-Boeing (HB) CCS 格式。這些矩陣對(duì)后續(xù)二次開(kāi)發(fā)、動(dòng)力學(xué)分析或自定義求解器非常重要，但由于其稀疏和壓縮存儲(chǔ)形式，直接在 MATLAB 中讀取和使用并不方便。
本文提供了 兩個(gè) MATLAB 函數(shù)，可直接從 ANSYS 導(dǎo)出的 HB 矩陣文件中讀取并重構(gòu)成 MATLAB 稀疏矩陣：
1.引論
經(jīng)常使用Ansys、Abaqus等一系列有限元分析軟件進(jìn)行計(jì)算、學(xué)習(xí)的學(xué)生或工程師們都會(huì)知道在有限元分析建模與計(jì)算中剛度矩陣與質(zhì)量矩陣的重要性。但是由于軟件的黑盒性質(zhì)，大家往往在實(shí)際使用十分成熟的商業(yè)化軟件的過(guò)程中慢慢忽視了有限元及其衍生出的商業(yè)軟件背后的原理與方法。
這時(shí)，不管是在學(xué)習(xí)中還是在工程應(yīng)用中往往都會(huì)遇到一個(gè)同樣的問(wèn)題，那么就是如何將Ansys
最近在考慮自己編寫(xiě)的程序和商用軟件的驗(yàn)證問(wèn)題，有限元結(jié)構(gòu)分析中最關(guān)鍵的一環(huán)就是剛度矩陣的獲得，如果涉及到模態(tài)分析，還有質(zhì)量矩陣。考慮到商業(yè)軟件的成熟性，可以用ANSYS生成的剛度矩陣做參照來(lái)看自己編寫(xiě)的程序是否正確，因此如何提取ANSYS中結(jié)構(gòu)的剛度矩陣，并進(jìn)行隨后的驗(yàn)證或者二次開(kāi)發(fā)是一個(gè)問(wèn)題。
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1796144
在本例中，我們介紹了一個(gè)仿真工作流程，用于在具有不同照明條件的特定環(huán)境中，從光學(xué)系統(tǒng)和CMOS成像器的組合中分析相機(jī)系統(tǒng)的圖像質(zhì)量。此示例主要涵蓋整個(gè)工作流程中的Ansys Speos部分。該光學(xué)系統(tǒng)采用Ansys Zemax OpticStudio設(shè)計(jì)，并導(dǎo)出到Ansys Speos進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)分析。CMOS成像器采用Ansys Lumerical設(shè)計(jì)，并導(dǎo)出至Ansys Speos。
下載
質(zhì)量單元屬于0維單元，ANSYS提供了質(zhì)量單元mass21，該單元有6個(gè)自由度，3個(gè)平動(dòng)自由度和3個(gè)繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，可以分別設(shè)置不同方向上的不同質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，但是一般3個(gè)平動(dòng)方向上的質(zhì)量是相同的，而3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可能分別不同。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可能對(duì)某些非轉(zhuǎn)動(dòng)模態(tài)影響較小甚至可以忽略，但是對(duì)某些模態(tài)影響比較明顯，所以在較容易獲得部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的情況下盡量將部件簡(jiǎn)化為質(zhì)量單元時(shí)輸入每個(gè)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量參數(shù)
1. 背景
從事結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制、車(chē)橋耦合振動(dòng)、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)傳感器優(yōu)化布置、結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能分析等等一系列研究的同仁們應(yīng)該都面臨過(guò)一個(gè)同樣的問(wèn)題—“怎么把結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量矩陣建立出來(lái)？”。這對(duì)于那些數(shù)值分析高手和專(zhuān)家可能不是什么問(wèn)題；但是對(duì)于科研剛?cè)腴T(mén)的新手來(lái)說(shuō)，這個(gè)難度還是相當(dāng)大的。如果都靠自己寫(xiě)程序來(lái)建立有限元模型，則對(duì)理論基礎(chǔ)、編程水平都有很高的要求，甚至程序做出來(lái)也未必能保證其正確性，是一個(gè)很讓人頭疼的問(wèn)題
此文為本人原創(chuàng)，首發(fā)于2016年12月 ANSYS中國(guó)微信公眾號(hào)。我的個(gè)人公眾號(hào)(贏(yíng)仿設(shè)計(jì)，二維碼在文末)亦有轉(zhuǎn)載。
===========分割線(xiàn)，以下為正文==========
1. 問(wèn)題的提出
如圖所示，在ICEPAK模型樹(shù)內(nèi)右鍵單擊3D零件, 可直接獲得體積和表面積，遺憾的是不能獲得質(zhì)量。
雖然可以通過(guò)體積和材料密度間接求得質(zhì)量，但對(duì)于某些通過(guò)優(yōu)先級(jí)設(shè)置獲得的“復(fù)雜形狀”
當(dāng)我們使用大質(zhì)量法進(jìn)行結(jié)構(gòu)瞬態(tài)分析時(shí)，我們需要知道結(jié)構(gòu)的總質(zhì)量以進(jìn)行大質(zhì)量塊的定義，但是ANSYS中并無(wú)獲取結(jié)構(gòu)總質(zhì)量的直接命令，一個(gè)簡(jiǎn)單易行的方法就是先對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行自重情況下的靜力求解，獲取支座反力總和，通過(guò)支座反力反推回得到結(jié)構(gòu)的總質(zhì)量，舉例如下：
一單跨兩層框架結(jié)構(gòu)，梁截面為300*600，柱截面為600*600，層高3300，跨徑3600，求結(jié)構(gòu)總質(zhì)量。
建模：
finish
/
本人準(zhǔn)備出一個(gè)ANSYS知識(shí)普及系列，將有用的網(wǎng)上資料歸攏，由于知識(shí)水平有限，不對(duì)之處請(qǐng)諒解。也歡迎各位網(wǎng)友提供好的資料分享，讓我們共同完成這個(gè)ANSYS知識(shí)普及系列。
編輯人：技術(shù)鄰ANSYS專(zhuān)家
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聲 明:1、ANSYS知識(shí)普及系列中所有資料均來(lái)自網(wǎng)上；
對(duì)體和面來(lái)說(shuō)，ANSYS默認(rèn)的結(jié)果輸出格式是云圖格式，而這種彩色云圖打印為黑白圖像時(shí)對(duì)比很不明顯，無(wú)法表達(dá)清楚，這對(duì)于發(fā)表文章來(lái)說(shuō)是非常不便的。發(fā)文章所用的結(jié)果圖最好是等值線(xiàn)圖，并且最好是黑白的等值線(xiàn)圖。筆者原來(lái)進(jìn)行這項(xiàng)工作時(shí)一般借用photoshop等第三方軟件，很麻煩，并且效果不好。現(xiàn)通過(guò)摸索，發(fā)現(xiàn)通過(guò)靈活運(yùn)用ansys本身也能實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能。現(xiàn)將步驟寫(xiě)給大家，感謝caenet對(duì)我的幫助。
