懸臂梁自重分析ansys的案例
基于ANSYS的懸臂梁模態(tài)分析
基于ANSYS的懸臂梁模態(tài)分析
1、 連續(xù)系統(tǒng)的振動
實際的振動系統(tǒng)都是連續(xù)體，它們具有連續(xù)分布的質(zhì)量與彈性，因而又稱連續(xù)系統(tǒng)或分布參數(shù)系統(tǒng)。由于確定連續(xù)體上無數(shù)質(zhì)點的位置需要無限多個坐標(biāo)，因此連續(xù)體是具有無限多自由度的系統(tǒng)。連續(xù)體的振動要用時間和空間坐標(biāo)的函數(shù)來描述，其運動方程不再像有限多自由度系統(tǒng)那樣是二階常微分方程組，它是偏微分方程。在物理本質(zhì)上，連續(xù)體系統(tǒng)和多自由度系統(tǒng)沒有什么差別，連續(xù)體振動的基本概念與分析方法與有限多自由度系統(tǒng)是完全類似的。
2、 說明
(1) 本章討論的連續(xù)體都假定為線性彈性體，即在彈性范圍內(nèi)服從虎克定律。
(2) 材料均勻連續(xù)；各向同性。
(3) 振動滿足微振動的前提 。
3、 梁的彎曲振動動力學(xué)方程
考慮細長梁的橫向彎曲振動
梁參數(shù)：ρ單位體積梁的質(zhì)量 E彈性模量 I截面對中性軸的慣性距 S 梁橫截面積
外部力：m(x,t): 單位長度梁上分布的外力矩 f(x,t): 單位長度梁上分布的外力
假設(shè)：
(1) 梁各截面的中心慣性軸在同一平面 xoy內(nèi)
(2) 外載荷作用在該平面內(nèi)
(3) 梁在該平面作橫向振動（微振）
(4) 這時梁的主要變形是彎曲變形
(5) 在低頻振動時可以忽略剪切變形以及截面繞中性軸轉(zhuǎn)動慣量的影響
伯努利－歐拉梁（Bernoulli-Euler Beam）
令：y(x,t):距原點x處的截面在t時刻的橫向位移
微段受力分析
力平衡方程 ：
4、 懸臂梁的固有頻率和模態(tài)函數(shù)
5、 兩端固定桿的縱向模態(tài)分析
問題描述：
一懸臂梁截面為矩形，如圖1所示，幾何尺寸及材料特性如下，分析其前三階固有頻率及振型。
展開 ansys仿真分析-梁懸臂施工
接下來是ansys箱梁懸臂施工仿真分析的模型,跨度不大,45+80+45,考慮到三向預(yù)應(yīng)力鋼筋,剛開始用面切割體來做鋼筋,做出來的模型實在是太大,0號塊就有10萬個自由度,做整橋的施工分析就不行了,下面是做的一個簡化的模型,具體如下:
1:用SOLID65來做混凝土,LINK8來模擬三向預(yù)應(yīng)力筋.
2:建立特征截面,把箱梁簡化成幾個參數(shù),通過循環(huán)生成整橋
3:劃分特征截面的單元,控制網(wǎng)格的生成,通過掃掠來橋梁的有限元模型
4:考慮在特征截面上的接點固定鋼筋,循環(huán)生成各施工段的鋼筋.
以下是命令流,請各位老師指教
fini
/clear
/prep7
/title,BRIDGE DAM SIMULATION,DEVELOPED BY YIFEICHONGTIAN
ET,1,SOLID65
ET,2,LINK8
MP,PRXY,1,0.1667
MP,DENS,1,2600
MP,EX,1,3.5E10
MP,EX,2,1.95E11
MP,DENS,2,7800
MP,PRXY,2,0.3
!預(yù)應(yīng)力鋼筋的特性
!縱向鋼筋,直徑15.24mm,標(biāo)準(zhǔn)強度1860MPA，單根張拉控制噸位195.5kN
areagjx=1.81e-4 !縱向，橫向單根鋼筋面積
areahgjx=8.038e-4 !
展開 ansys之——懸臂梁模態(tài)分析
定義第一類單元為平面梁單元BEAM3
ET, 2, MASS21, , ,4 !定義第二類單元為質(zhì)量阻尼單元MASS21
R, 1, 0.003, 6.25e-7, 0.05 !定義單元的第一類實常數(shù):Area,Inertia,Height
R, 2, 0.1 !定義單元的第二類實常數(shù):集中質(zhì)量
MP, EX, 1, 207e9 !定義第一類材料的彈性模量EX
N, 1, 0, 0 !定義各個結(jié)點
N, 2, 0.04, 0
N, 3, 0.08, 0
N, 4, 0.12, 0
TYPE, 1 !使用第一類單元
REAL, 1 !使用第一類實常數(shù)
MAT, 1 !使用第一類材料
E, 1, 2 !按上面設(shè)置定義單元
E, 2, 3
E, 3, 4
TYPE, 2 !使用第二類單元
REAL, 2 !使用第二類實常數(shù)
E, 4 !定義四號單元(集中質(zhì)量)
FINISH !退出后模塊
/SOLU !進入求解模塊SOLUTION
ANTYPE, MODAL !申明求解類型是模態(tài)分析
MODOPT,LANB,5 !使用Block Lanczos方法求解前5階振型和頻率
D, 1, ALL, 0 !固定1號結(jié)點
M, 2, UY, 4, 1 !定義2號到4號結(jié)點的三個結(jié)點的Y方向為主自由度
SOLVE !開始求解
FINISH !退出后模塊
/POST1 !進入后處理模塊POST1
SET, 1, 1 !讀入第一階頻率和振型
PLDISP ! 在圖形窗口顯示結(jié)構(gòu)變形
ANMODE,10,0.05 !用10幀每隔0.05秒鐘的動畫顯示振型
--
展開 有限元軟件ANSYS對不同材料的懸臂梁進行模態(tài)分析 ￥19.89
懸臂梁模態(tài)分析：作業(yè)5
1、 問題的提出
建立如圖1所示三維立體模型，并利用有限元軟件ANSYS對不同材料的懸臂梁進行模態(tài)分析。計算要求：底座下表面全約束，計算前五階自振頻率和振動模態(tài)，并且選用三種不同的網(wǎng)格密度，比較對模態(tài)和頻率的影響。
圖1 懸臂梁結(jié)構(gòu)圖
2、 建模和求解
2.1 建模及導(dǎo)入 ANSYS
2.1.1 建模方式
根據(jù)圖1尺寸，在三維建模軟件SolidWorks中建立三維模型，只需拉伸指令即可建立圖2所示模型。為了能夠?qū)?em>ANSYS19.2軟件，將模型另存為格式為.x_t 的文件如圖3所示。
圖2 懸臂梁三維圖
圖3 文件保存格式圖
2.1.2 導(dǎo)入方式
雙擊打開 ANSYS，通過 File → Import → PARA 指令，如圖4所示，選擇之前保存的 liang.x_t 文件，如圖5所示。導(dǎo)入效果如圖6所示為線框顯示，然后通過 PltoCtrls → Style → Solid Model Facets，下拉選擇 Normal Faceting，刷新后顯示為實體，如圖7所示。
圖4導(dǎo)入過程圖
圖5導(dǎo)入過程圖
圖6導(dǎo)入效果圖
圖7導(dǎo)入實體圖
2.2 單元選擇
確定研究對象為實體結(jié)構(gòu)，如圖8所示。此處使用軟件版本為 ANSYS19.2，沒有找到 solid92單元，此處選擇20node186單元進行計算，選擇方式見圖9。
展開 
ANSYS與ABAQUS比較之實例1--懸臂梁受分布力系的變形分析
從本篇博文開始，將會對一個實例，分別用ANSYS和ABAQUS來分析，目的是考察二者的同異。
【問題】
一根懸臂梁，長200mm,截面是30mm*20mm的矩形（高度方向是20mm）。該梁左端固定，在其上面施加向下的分布力系，載荷集度是0.6Mpa.已知材料使用低碳鋼，彈性模量是200GPA，泊松比是0.3,要計算梁的位移。
（該問題來自于張建華，丁磊的《ABAQUS基礎(chǔ)入門與案例精選》，電子工業(yè)出版社，2012.6）
【問題分析】
這是最簡單的入門級問題，線性材料，靜力學(xué)分析。
下面分別采用ANSYS17和ABAQUS6.14求解。
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【方法1. 使用ANSYS17求解】
1. 創(chuàng)建分析系統(tǒng)
創(chuàng)建一個靜力學(xué)分析系統(tǒng)
2. 設(shè)置材料屬性
雙擊engineering data，對于默認(rèn)的鋼材設(shè)置彈性模量是200GPA，泊松比是0.3
這里是默認(rèn)值，不需要改變。
3. 創(chuàng)建幾何模型
雙擊geometry，進入到DM.設(shè)置毫米為長度單位。
從如下菜單進入，選擇BOX
設(shè)置要創(chuàng)建長200mm,截面是30mm*20mm的長方體。
創(chuàng)建結(jié)果如下圖
退出DM.
4. 劃分網(wǎng)格
雙擊model進入mechanical,設(shè)置單元尺寸為10mm，劃分網(wǎng)格。
劃分結(jié)果如下圖
5. 固定左端
6. 施加分布力系
在上面施加分布力系，載荷集度是0.6Mpa
7.求解
8. 后處理
考察在豎直方向的變形
可見，自由端的最大位移量是0.89551mm.
展開 ansys workbench + apdl 懸臂梁 原創(chuàng)案例
懸臂梁簡單靜力學(xué)分析
重點：如何在workbench中插入命令流實現(xiàn)仿真！
※模型比較簡單,如下→
※新建兩個Named Selections。這點很重要。Apdl與workbench交互只能通過，選擇Named Selections,實現(xiàn)
新建方法如下：選擇一個面，然后右鍵即可
※通過命令流實現(xiàn)約束與加載（通過Named selections實現(xiàn)）
cmsel,s,s1 !選擇組s1
!--上面這句很重要，選擇組s1，相當(dāng)于選擇了面s1的所有節(jié)點。
!下面就是對這些節(jié)點進行操作ˉˉ
d,all,all !約束s1上節(jié)點所有自由度
cmsel,all !選擇全部
cmsel,s,s2 !選擇組s2
*get,nn,node,,count !計算s2上節(jié)點個數(shù)
f,all,fy,-200/nn !對節(jié)點施加-y方向力
cmsel,all !選擇全部
※通過命令流約束加載 與 非命令流約束加載 結(jié)果比較
結(jié)果差不多，0.034383≈0.034309，說明命令流計算是有效的。
※下面用命令流進行后處理
后處理想要到達的目的是，對右端面所有節(jié)點y方向位移，求平均值。
選取右端面（s2面），查看y軸方向的位移(uy), 結(jié)果在-3.3945e-2到-3.3909e-2之間。
通過命令流求得的uy的平均值為：-3.3926e-2。結(jié)果是正確的，說明命令流有效。
※后處理命令流如下
cmsel,s,s2 !選擇組s2
*get,nn,node,,count !計算組s2中節(jié)點個數(shù)nn
*get,nd,node,,num,min !獲取編號最小的節(jié)點編號賦值給nd
*dim,nuy,array,nn,1 !
展開 ANSYS通過模態(tài)綜合法建立懸臂梁 ￥80
通過對懸臂梁進行模態(tài)分析及提取剛度矩陣及質(zhì)量矩陣完整程序。
finish
/clear
/config,nres,20000
/prep7
ee=6.96e10
b=0.5
h=0.05
lcd=5
aa=b*h
iz=b*h*h*h/12
iy=h*b*b*b/12
et,1,beam4
r,1,aa,iz,iy,h,b
mp,ex,1,6.96e10
mp,dens,1,2730
mp,prxy,1,0.33
mp,alpx,1,1e-5
k,1
k,2,5
l,1,2
lesize,all,,,20
numoff,node,1
lmesh,all
!!!節(jié)點重新編號
n,22,5,0,0
nummrg,node,,,,high
finish
alls
/solu
dk,1,all
!模態(tài)分析
/SOL
ANTYPE,2
MODOPT,LANB,10
EQSLV,SPAR
MODOPT,LANB,20,0,99999999, ,OFF
SOLVE
finish
/post1
set,list
finish
!!!!創(chuàng)建子結(jié)構(gòu)part1
/filnam,part1
/solu
antype,substr !分析類型 子結(jié)構(gòu)
seopt,part1,2 !子結(jié)構(gòu)一
!創(chuàng)建part1
nsel,s,node,,1,8
esln,r,1,all
cm,part1,elem
!創(chuàng)建interface
nsel,r,node,,8
cm,interface,node
展開 MIDAS懸臂梁分析
MIDAS懸臂梁分析
懸臂梁的諧響應(yīng)分析 ￥1
在這個例子中將以一個懸臂梁的諧激勵振動為例介紹在Workbench中進行諧響應(yīng)分析的方法。
1、選擇材料以及定義參數(shù)
這里我們只是演示一下諧響應(yīng)分析的具體步驟， 因而材料和參數(shù)， 我們選擇默認(rèn)的， 也就是
系統(tǒng)提供的，也就是在此不做任何的操作，直接進入下面的建模。
2、建立模型
要進行諧響應(yīng)分析，必須先進行模態(tài)分析，因此在項目管理界面中拖入一個Modal 分析模塊，然后點擊左鍵拖一個Harmonic Response 模塊至Modal 分析模塊的Model上方，釋放左鍵，這樣程序會自動共享Modal 的材料屬性，幾何體及網(wǎng)格劃分結(jié)果至Harmonic Response 模塊中。
右鍵單擊A 分析下的Geometry，選擇New Geometry，下面將利用Workbench的Design Modeler 來建立問題的幾何模型。按正常的方法建立模型。
雙擊A 分析下的Geometry，選擇millimeter 毫米單位制
點擊sketching ，出現(xiàn)下面的界面
然后點擊Z 軸，即在x-y 面上作圖
接著點擊circle
點擊dimensions
然后點擊extrude，接著在輸入Depth=400mm
最后點擊Generate
點擊右上角的關(guān)閉按鈕，此模型已保存在分析文件中了。下面進入模態(tài)分析。
3. 模態(tài)分析
雙擊Model單元進入分析界面，點擊Solid。
接著觀察左下角
定義材料屬性為默認(rèn)的Structure Steel ，也就是此處不做任何改動。
網(wǎng)格劃分，點擊右上角的mesh，修改劃分尺寸
接著右擊mesh，點擊generate mesh ，生成網(wǎng)格
選中右上角Modal，然后定義Support，將模型的一端定義一個Fix Support 。
展開 懸臂梁的線性靜力學(xué)分析
雙擊結(jié)果節(jié)點，就可以查閱并分析結(jié)果了。下面分別是系統(tǒng)預(yù)制的全變形和von-Mises應(yīng)力結(jié)果。
1. 全變形（Total Deformation）:
2. Von-Mises 應(yīng)力（含網(wǎng)格）
3. X方向變形
獲得應(yīng)力和變形值以后，一個基本的懸臂梁分析也就完成了。這里我們最大的von-Mises應(yīng)力是2.77e2，雖然應(yīng)力很小，但是由于材料的剛度很小只有2e3，所以變形比較大，有0.1545，同時我們也就知道這個懸臂梁選用是否合理了。
退出WELSIM
至此，對此例題的分析過程已經(jīng)完成。單擊窗口右上角的關(guān)閉按鈕，或者在主菜單中選擇[File] -> [Quit]，退出WELSIM。
展開 雙懸臂梁斷裂分析（interface delamination） ￥14.9
案例描述：通過在雙懸臂梁的兩個部件上施加位移，進行斷裂分析，梁長度為100mm，初始裂紋長度為30mm，一端施加兩個垂直位移，一個正位移和一個負(fù)位移，另一端固定約束。
雙懸臂梁斷裂分析（contact debonding） ￥14.9
案例描述：通過在雙懸臂梁的兩個部件上施加位移，進行斷裂分析，梁長度為100mm，初始裂紋長度為30mm，一端施加兩個垂直位移，一個正位移和一個負(fù)位移，另一端固定約束。
Workbench實例入門-懸臂梁的應(yīng)力變形仿真分析
編寫要求
Workbench實例入門
下面將通過一個簡單的分析案例，讓讀者對ANSYS Workbench 13.0有一個初步的了解，在學(xué)習(xí)時無需了解操作步驟的每一項內(nèi)容，這些內(nèi)容在后面的章節(jié)中將有詳細的介紹，讀者僅需按照操作步驟學(xué)習(xí)，了解ANSYS Workbench有限元分析的基本流程即可。
1.5.1案例介紹
某如圖1-24所示不銹鋼鋼板尺寸為320mmX50mmX20mm，其中一端為固定，另一端為自由狀態(tài)，同時在一面上分布有均布載荷q=0.2MPa，請用ANSYS Workbench求解出應(yīng)力與應(yīng)變的分布云圖。
1.5.2啟動Workbench并建立分析項目
（1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”→“所有程序”→ANSYS 13.0 →Workbench命令，啟動ANSYS Workbench 13.0，進入主界面。
（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Component systems→Symmetry（幾何體）選項，即可在項目管理區(qū)創(chuàng)建分析項目A，如圖1-25所示。
圖1-24 案例問題 圖1-25 創(chuàng)建分析項目A
（3）在工具箱中的Analysis System→Static Structural上按住鼠標(biāo)左鍵拖曳到項目管理區(qū)中，當(dāng)項目A的Symmetry紅色高亮顯示時，放開鼠標(biāo)創(chuàng)建項目B，此時相關(guān)聯(lián)的項數(shù)據(jù)可共享，如圖1-26所示。
圖1-26 創(chuàng)建分析項目
提示：本例是線性靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析，創(chuàng)建項目時可直接創(chuàng)建項目B，而不創(chuàng)建項目A，幾何體的導(dǎo)入可在項目B中的B3欄Geometry中導(dǎo)入創(chuàng)建。本例的創(chuàng)建方法在對同一模型進行不同的分析時會經(jīng)常用到。
展開 雙懸臂梁斷裂分析（Pre-Meshed Crack） ￥14.9
案例描述：雙懸臂梁中間位置的裂紋分析，然后使用工具計算斷裂參數(shù)（能量釋放率），使用裂紋閉合技術(shù)（VCCT）對結(jié)構(gòu)進行靜態(tài)分析
雙懸臂梁層間損傷分析(DCB)
原始文件：無
分析類型：非線性靜力學(xué)（層間裂紋擴展）
3D模型：粘結(jié)層長140mm，初始裂紋長10mm，整個雙懸臂梁高2.032X2=4.064mm，寬25.5 mm。
雙懸臂梁左側(cè)為固定端，雙懸臂梁右端上下邊在1s 的時候預(yù)加點載荷（位移）1mm
算例概述：
本算例為一個完整的層間損傷仿真算例：首先利用NX建立3D實體結(jié)構(gòu)(兩個相鄰實體)，在FEM里面首先連接兩個方塊，之后劃分網(wǎng)格利用基于鋪層的方法建模并拉伸成3D實體，刪除粘接層以定義初始裂紋，創(chuàng)建節(jié)點及1D剛性連接以方便加載集中力，求解輸出集中反力。
步驟：
1、CAD模型 (Modeling)：
2. 創(chuàng)建FEM & SIM 文件 (Advanced Simulation):
3. 網(wǎng)格劃分 (Meshing)：
4. 復(fù)合材料性質(zhì)定義(Define laminate property with Ply based method)
5. 創(chuàng)建1D連接以方便后續(xù)定義集中力
6. 邊界條件(Boundary Condition)：
7. 載荷(Loading)：
8. 求解設(shè)置：
9. 后處理
模擬結(jié)構(gòu)形變過程(Animate Displacement-Nodal)
利用Post processing下面的Create Graph創(chuàng)建力位移曲線
百度網(wǎng)盤：http://pan.baidu.com/s/1nvhE7UT
優(yōu)酷：http://v.youku.com/v_show/id_XMTU2NjU0MTgxNg==.html
附件包含了詳細教程及所需要的幾何零件
雙懸臂梁分層破壞模擬(分步教程).pdf
詳細教程.zip
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