ansys組合梁模態分析的案例
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.
基于ANSYS的懸臂梁模態分析
基于ANSYS的懸臂梁模態分析
1、 連續系統的振動
實際的振動系統都是連續體，它們具有連續分布的質量與彈性，因而又稱連續系統或分布參數系統。由于確定連續體上無數質點的位置需要無限多個坐標，因此連續體是具有無限多自由度的系統。連續體的振動要用時間和空間坐標的函數來描述，其運動方程不再像有限多自由度系統那樣是二階常微分方程組，它是偏微分方程。在物理本質上，連續體系統和多自由度系統沒有什么差別，連續體振動的基本概念與分析方法與有限多自由度系統是完全類似的。
2、 說明
(1) 本章討論的連續體都假定為線性彈性體，即在彈性范圍內服從虎克定律。
(2) 材料均勻連續；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方程
考慮細長梁的橫向彎曲振動
梁參數：ρ單位體積梁的質量 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：
(1) 梁各截面的中心慣性軸在同一平面 xoy內
(2) 外載荷作用在該平面內
(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函數
5、 兩端固定桿的縱向模態分析
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 有限元軟件ANSYS對不同材料的懸臂梁進行模態分析 ￥19.89
懸臂梁模態分析：作業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，并且選用三種不同的網格密度，比較對模態和頻率的影響。
圖1 懸臂梁結構圖
2、 建模和求解
2.1 建模及導入 ANSYS
2.1.1 建模方式
根據圖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。為了能夠導入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導入過程圖
圖5導入過程圖
圖6導入效果圖
圖7導入實體圖
2.2 單元選擇
確定研究對象為實體結構，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之——懸臂梁模態分析
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:Area,Inertia,Height
R, 2, 0.1 !定義單元的第二類實常數:集中質量
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
MAT, 1 !使用第一類材料
E, 1, 2 !按上面設置定義單元
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
E, 4 !定義四號單元(集中質量)
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號結點
M, 2, UY, 4, 1 !定義2號到4號結點的三個結點的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 ! 在圖形窗口顯示結構變形
ANMODE,10,0.05 !用10幀每隔0.05秒鐘的動畫顯示振型
--
展開 
基于ANSYS WORKBENCH的梁-板組合模型的建模
在WORKBENCH中用梁-板組合建模的問題，用點焊和接觸都有問題。感覺不需要用點焊和接觸，實際上只需要在DM中簡單處理就可以了。
問題如下，是一個H型框架，在其上鉚接兩塊板。框架的四個角點被固定，而在左邊一塊板上施加垂直于板面的均布載荷。現在要對該問題用有限元建模并仿真。
由于這里涉及到兩類單元，一種是梁單元，一種是板殼單元。在WORKBENCH中，默認的梁單元是BEAM188，而板單元是SHELL181.而 BEAM188中每個節點一般有6個自由度，SHELL181中每個節點也是6個自由度，因此二者的節點自由度可以無縫的耦合在一起。
下面說明操作步驟。
1. 創建項目示意圖。
2.在DM中創建第一個草圖，形成H型框架。注意這里對于上下兩條長邊是分成了四段。
3. 在DM中創建第二個草圖，只包含兩個豎直的邊。其位置與是上圖中兩個點的連線。
4. 先對草圖1中的直線生成線體。
得到的結果如下
5. 再對草圖2中的直線生成線體。注意此時是ADD FROZEN。
得到的結果如下
6. 從前面的邊生成面，先生成左邊的板。
得到如下圖的結果。
7. 從前面的邊生成面，再生成右邊的板。
得到如下圖的結果。
8.壓制中間兩條不需要的線體。
得到的結果如下
9.創建矩形截面。
10. 把該矩形截面賦予給梁的截面屬性。
得到的結果如下
11. 把一個線體，兩個面體生成一個新的PART。這一步是關鍵。它取代了點焊和綁定接觸。
得到的結果如下
12. 進入到DS中劃分網格。
展開 裝配體間隙、梁模態、殼體梁線性分析
裝配體、梁模態、殼體梁
來源：超凡仿真
ABAQUS響應譜分析各階模態效應組合方式
TEMP方法組合過程如下式（4）所示：
5、CQC方法
CQC方法采用完全二次組合方法來考慮固有頻率相近的模態之間的耦合效應，CQC方法的組合過程如下式（5）所示：
其中ραβ 為第α階和第β階模態交叉耦合因子，取值由α、β階固有頻率及阻尼比確定，如下式（6）所示:
響應譜分析各階模態效應組合.pdf
【經典案例欣賞7】栓釘連接組合梁受力分析
項目難點：
1、精細建模；
2、栓釘與工字鋼翼緣間的設置；
3、混凝土翼緣板與工字鋼翼緣間的接觸設置；
4、邊界條件。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
QQ技術交流群810454323。
ANSYS通過模態綜合法建立懸臂梁 ￥80
通過對懸臂梁進行模態分析及提取剛度矩陣及質量矩陣完整程序。
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
!!!節點重新編號
n,22,5,0,0
nummrg,node,,,,high
finish
alls
/solu
dk,1,all
!模態分析
/SOL
ANTYPE,2
MODOPT,LANB,10
EQSLV,SPAR
MODOPT,LANB,20,0,99999999, ,OFF
SOLVE
finish
/post1
set,list
finish
!!!!創建子結構part1
/filnam,part1
/solu
antype,substr !分析類型 子結構
seopt,part1,2 !子結構一
!創建part1
nsel,s,node,,1,8
esln,r,1,all
cm,part1,elem
!創建interface
nsel,r,node,,8
cm,interface,node
展開 【經典案例欣賞23】螺栓連接栓釘壓型鋼板組合梁受彎分析
項目難點：
1、栓釘組合梁做法；
2、螺栓荷載施加及相互作用設置；
3、復雜模型快速建模；
4、壓型鋼板做法。
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【經典案例欣賞27】PEC部分鋼-混凝土組合梁純彎滯回模擬分析
項目難點：
1、PEC梁快速建模方法；
2、鋼系桿的簡化設置；
3、滯回模擬通法。
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儀表板管梁模態分析 ￥5
1 分析目的
2 使用軟件說明
3 有限元模型建立
4 邊界條件
4.1 分析邊界條件
5 計算結果
6 分析結論
1 分析目的
儀表板是汽車內飾中最重要的組成部分，其動態性能直接影響到整車的性能。汽車在行駛過程中的激勵一般包括路面激勵、車輪不平衡激勵、發動機激勵和傳動軸激勵等。如果儀表板的固有頻率與這些外界激勵頻率相同或接近，就會引起儀表板的共振，帶來噪聲，極大地降低了車輛的乘坐舒適性。所以，有必要對儀表板進行模態分析來識別其動態特性。
2 使用軟件說明
本次分析以 HyperMesh 作為前處理，HyperView 作后處理，OptiStruct 作求解器。
3 有限元模型建立
根據設計部門提供的 QQ 儀表板 CAD 數模，處理后的儀表板總成有限元模型如圖 1 所示。所有零部件均采用板殼單元進行離散，并盡量采用四邊形板殼單元模擬，少量三角形單元以滿足高質量網格的過渡需要。單元總數 36216，三角形單元 1753，三角形單元比例4.8%。
展開 案例23-使用梁單元的風機葉片模態分析
生成梁單元網格
生成了兩種BEAM188單元網格，一種為線性插值（KEYOPT(3)=0）和精細網格的BEAM188單元模型，另一種為立方插值（KEYOPT(3)=3）和粗網格的BEAM188單元模型。
單元通過擴展實體顯示選項（/ESHAPE）來可視化3D截面的細節。
使用SHELL281模型建模參照模型，該模型的材料參數和邊界條件與BEAM188模型的相同。
材料參數：
使用五種正交異性材料分別建模在蒙皮，翼梁和抗剪腹板中的三層，如下表：
邊界條件和加載：
BEAM188梁單元模型的邊界條件為葉片根部末端完全約束住，SHELL281殼單元模型的邊界條件為根部末端完全約束住，需要使用擴展約束方程來合適地組裝三種結構組分（圖中的綠色區域）。在簡化模型中，在從三組分翼型截面過渡到只包含蒙皮的截面時會出現截面性質的突變，在該連接處位置會出現顯著的截面變形。
SHELL281參考模型可以模擬截面變形，而BEAM188模型由于基礎梁單元特點在該方面的能力被極大限制。為了制造能夠對比的參考模型，在該位置人工地插入了一個剛性平面，在圖中的紅色標記處，相似地，在根部和過渡部分的另外一個連接處也插入了一個剛性平面。
該技術沒有使梁單元建模無效，因為這種截面性質的突然改變在實際葉片設計中并不存在。
分析和求解控制：
對三個風機葉片模型進行模態分析，使用Block Lancoz求解器提取前十階固有頻率和振型，結果如下：
結果和討論
三個比較模型的前五階固有頻率的誤差范圍在5%以內，高階模態的誤差增大，前五階的振型如下：
在SHELL281參考模型中，局部變形在高階振型中更顯著。
展開 hypermesh模態分析，添加梁單元后出錯
一個很簡單的模態分析，但是為了加強我在圖中增加了一個加強桿的梁單元，再次計算，一階頻率只有10-3次方量級，應該是梁單元設置錯了，想問下各位大神，我應該從什么方向去找問題
Hypermesh入門（六）——Hypermesh—梁單元強度、模態分析
使用Hypermesh建立了梁單元的強度和模態分析有限元模型，使用Optistruct求解器，相較于NASTRAN，它可以同時完成強度分析和模態分析，且精度與NASTRAN基本一致。
