ansys振動(dòng)分析的案例
利用ANSYS隨機(jī)振動(dòng)分析功能實(shí)現(xiàn)隨機(jī)疲勞分析
利用ANSYS隨機(jī)振動(dòng)分析功能實(shí)現(xiàn)隨機(jī)疲勞分析
[日期： 2005-5-19 13:05:51]
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ANSYS隨機(jī)振動(dòng)分析功能可以獲得結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)過程的各種統(tǒng)計(jì)參數(shù)（如：均值、均方根和平均頻率等），根據(jù)各種隨機(jī)疲勞壽命預(yù)測理論就可以成功地預(yù)測結(jié)構(gòu)的隨機(jī)疲勞壽命。本文介紹了ANSYS隨機(jī)振動(dòng)分析功能，以及利用該功能，按照Steinberg提出的基于高斯分布和Miner線性累計(jì)損傷定律的三區(qū)間法進(jìn)行ANSYS隨機(jī)疲勞計(jì)算的具體過程。
１．隨機(jī)疲勞現(xiàn)象普遍存在
在工程應(yīng)用中，汽車、飛行器、船舶以及其它各種機(jī)械或零部件，大多是在隨機(jī)載荷作用下工作，當(dāng)它們承受的應(yīng)力水平較高，工作達(dá)到一定時(shí)間后，經(jīng)常會(huì)突然發(fā)生隨機(jī)疲勞破壞，往往造成災(zāi)難性的后果。因此，預(yù)測結(jié)構(gòu)或零部件的隨機(jī)疲勞壽命是非常有必要的。
2．ANSYS隨機(jī)振動(dòng)分析功能介紹
ANSYS隨機(jī)振動(dòng)分析功能十分強(qiáng)大，主要表現(xiàn)在以下方面：
1. 具有位移、速度、加速度、力和壓力等PSD類型；
2. 能夠考慮a阻尼、b阻尼、恒定阻尼比和頻率相關(guān)阻尼比；
3. 能夠定義基礎(chǔ)和節(jié)點(diǎn)PSD激勵(lì)；
4. 能夠考慮多個(gè)PSD激勵(lì)之間的相關(guān)程度：共譜值、二次譜值、空間關(guān)系和波傳播關(guān)系等；
5.
展開 Ansys分析隨機(jī)振動(dòng)的例子
Ansys分析隨機(jī)振動(dòng)的例子1
Ansys分析隨機(jī)振動(dòng)的例子1.rar
Ansys分析隨機(jī)振動(dòng)的例子2.rar
ansys分析隨機(jī)振動(dòng)例子3.rar
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利用ANSYS隨機(jī)振動(dòng)分析功能實(shí)現(xiàn)隨機(jī)疲勞分析
電機(jī)振動(dòng)噪聲建模分析：ANSYS電機(jī)振動(dòng)噪聲分析
結(jié)論與展望
通過ANSYS Workbench可以方便的分析電機(jī)振動(dòng)噪聲，此外在此基礎(chǔ)上還可以進(jìn)行多轉(zhuǎn)速分析以及對(duì)電機(jī)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析。
文章來源：易仿真
免費(fèi)線上研討會(huì) | Ansys Mechanical & nCode 車燈振動(dòng)疲勞分析
本次 ANSYS 車燈振動(dòng)疲勞分析研討會(huì)，圍繞輸入數(shù)據(jù)規(guī)范、核心分析方法、仿真結(jié)果解讀及工程優(yōu)化建議四大模塊展開教學(xué)，幫助工程師快速掌握從數(shù)據(jù)準(zhǔn)備到方案迭代的全流程仿真技能，高效解決車燈振動(dòng)疲勞失效難題。
適合人群:
汽車車燈、電子電器行業(yè)的結(jié)構(gòu)仿真工程師、可靠性工程師
從事汽車零部件振動(dòng)疲勞、耐久性能開發(fā)的技術(shù)人員
希望系統(tǒng)掌握 ANSYS & nCode 疲勞仿真流程、提升工程問題解決能力的研發(fā)人員
負(fù)責(zé)車燈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化，需要通過仿真提前規(guī)避疲勞失效的產(chǎn)品工程師
研討會(huì)大綱:
輸入數(shù)據(jù)
分析方法
分析結(jié)果
結(jié)論與建議
研討會(huì)亮點(diǎn):
直擊車燈工程痛點(diǎn)：聚焦路面顛簸、發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)下的支架斷裂、焊點(diǎn)疲勞等高頻失效問題，針對(duì)性解決車燈可靠性開發(fā)難題。
全流程仿真教學(xué)：覆蓋從輸入數(shù)據(jù)規(guī)范、核心分析方法，到結(jié)果解讀與工程優(yōu)化的完整流程，掌握 ANSYS Mechanical & nCode 的振動(dòng)疲勞分析閉環(huán)技能。
理論與工程結(jié)合：不空談理論，以車燈實(shí)際工況為案例，講解可直接落地的分析思路與優(yōu)化建議，助力快速解決項(xiàng)目中的疲勞失效問題。
研討會(huì)安排：
主辦單位：湖南精循科技有限責(zé)任公司
舉辦時(shí)間：5月20日15:00-15:45（周三）
舉辦形式：免費(fèi)線上會(huì)議
報(bào)名方式：歡迎留言或聯(lián)系我們
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展開 基于ANSYS APDL的車橋耦合振動(dòng)分析程序 ￥299
主要內(nèi)容包括：
（1）120m連續(xù)鋼混組合梁橋模型（實(shí)體單元+殼單元+梁單元+栓釘建模細(xì)節(jié)、支座建模細(xì)節(jié)、橋墩建模細(xì)節(jié)）；
（2）空間整車模型，可考慮車體豎向，俯仰和側(cè)傾振動(dòng)加速度；
（3）車橋耦合振動(dòng)分析程序（可以修改車速，車重和路面不平整度）；
（4）結(jié)果提取程序，可以提取橋梁任意節(jié)點(diǎn)位移時(shí)程曲線，加速度時(shí)程曲線，車輛多個(gè)方向動(dòng)力響應(yīng)。
（使用該程序已發(fā)表sci論文3篇，1篇檢索，1篇已錄用，1篇返修中，可提供檢索論文）
buildings-13-01109-v2.pdf
Driving adaptability of highway steel-concrete composite beam bridge with multiple damages theory technology and practice.pdf
4304704.pdf
展開 Ansys | 利用Ansys Motor-CAD NVH調(diào)諧分析噪聲、振動(dòng)和聲振粗糙度
噪聲、振動(dòng)和聲振粗糙度（NVH）是電機(jī)設(shè)計(jì)與性能的關(guān)鍵因素。過高的NVH會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品壽命縮短、維護(hù)成本增加和客戶滿意度下降。因此，在設(shè)計(jì)階段早期解決NVH挑戰(zhàn)至關(guān)重要，以避免設(shè)計(jì)階段后期出現(xiàn)重大NVH問題。
電機(jī)NVH分析本質(zhì)上是一個(gè)結(jié)合了電磁和機(jī)械分析的、復(fù)雜的多物理場問題——因?yàn)殡姍C(jī)NVH問題通常源于電磁力與結(jié)構(gòu)組件（如定子）之間的相互作用。因此，全面了解電機(jī)的電磁和機(jī)械屬性對(duì)于準(zhǔn)確預(yù)測其NVH性能至關(guān)重要。
Ansys Motor-CAD電機(jī)設(shè)計(jì)工具是一款專用解決方案，可用于在整個(gè)扭矩-速度范圍內(nèi)對(duì)電機(jī)進(jìn)行多物理場仿真。利用該工具，用戶能夠在同一個(gè)用戶界面中評(píng)估電磁、熱和機(jī)械性能。將電磁和機(jī)械模塊集成到Motor-CAD軟件中，可實(shí)現(xiàn)快速NVH分析，從而促進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)的迭代優(yōu)化。這種方法使用戶能夠調(diào)整關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)（例如繞組配置、轉(zhuǎn)子和定子幾何結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)材料），并快速評(píng)估其對(duì)NVH性能的影響。此外，這種靈活性有助于用戶在性能、成本和NVH特性之間實(shí)現(xiàn)最佳平衡。
為了進(jìn)行快速NVH分析，Motor-CAD軟件使用一種分析機(jī)械模型，將定子幾何結(jié)構(gòu)簡化為簡單的環(huán)形結(jié)構(gòu)。然而，其在剛度計(jì)算方面有局限性。例如，當(dāng)齒底較寬時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況——如圖1所示，齒部幾何結(jié)構(gòu)會(huì)影響定子軛剛度。
圖1：具有寬齒底的定子
圖2比較了未調(diào)諧的Motor-CAD等效輻射功率（ERP）水平與圖1所示電機(jī)在Ansys Mechanical結(jié)構(gòu)有限元分析（FEA）軟件中的結(jié)果。Motor-CAD解析模型可準(zhǔn)確預(yù)測由三階力諧波激勵(lì)的第0階模態(tài)（膨脹模態(tài)）。然而，由于寬齒底對(duì)定子軛剛度的影響，它無法有效預(yù)測由二階力諧波分量激勵(lì)的第6階模態(tài)（六邊形模態(tài)）。
展開 ANSYS諧響應(yīng)分析在紙機(jī)振動(dòng)分析中的應(yīng)用
紙機(jī)機(jī)架的振動(dòng)特性直接影響紙張的品質(zhì)。然而對(duì)于大型紙機(jī)，想要讓機(jī)架固有頻率避開所有不同直徑輥?zhàn)拥募ふ耦l率是困難的，這時(shí)只要滿足該機(jī)架的最大振動(dòng)振幅小于許可值，我們也認(rèn)為這個(gè)機(jī)架的振動(dòng)屬性是合格的。利用ansys軟件，建立有限元模型，將單位力施加到機(jī)架輥?zhàn)犹帲M(jìn)行諧響應(yīng)分析，得到頻率與位移幅值曲線，經(jīng)過fortran編程或excel將導(dǎo)出的數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，結(jié)合由輥?zhàn)泳鹊燃?jí)計(jì)算得到的不平衡力，得到車速（即輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)動(dòng)線速度）與振動(dòng)速度曲線，最后將各個(gè)不同直徑輥?zhàn)拥?em>振動(dòng)幅值疊加得到最終的振動(dòng)曲線。與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而可以判斷出該機(jī)架是否合格。
本文以一臺(tái)正在運(yùn)營的紙機(jī)為例（圖1所示），基于以上原理說明ansys諧響應(yīng)分析在紙機(jī)網(wǎng)部振動(dòng)診斷中的應(yīng)用。該紙機(jī)網(wǎng)部在運(yùn)行車速900轉(zhuǎn)/分鐘左右時(shí)，流漿箱處存在明顯的振動(dòng)，從完成部出來的紙的品質(zhì)也不好。為了找到原因，建立網(wǎng)部的有限元模型，從而判斷出哪些因素對(duì)振動(dòng)的貢獻(xiàn)最大。
2 振動(dòng)測試
圖2為現(xiàn)場實(shí)測得到的流漿箱處的振動(dòng)瀑布圖，測試范圍是需關(guān)心的車速在700m/min至1000m/min，頻率為0Hz至20Hz區(qū)間段。結(jié)果顯示，大約在5Hz時(shí)流漿箱沿紙機(jī)方向出現(xiàn)第一階振動(dòng)幅值，該振動(dòng)主要是由950/975mm輥?zhàn)右穑梢杂奢佔(zhàn)又睆脚c轉(zhuǎn)速計(jì)算與瀑布圖對(duì)比得到），振幅為4.5mm/s，超過了相關(guān)文獻(xiàn)規(guī)定的許可值。
3 有限元分析
為了更好理解該紙機(jī)網(wǎng)部的振動(dòng)，建立以梁單元與質(zhì)量單元為主的有限元模型，如圖3所示。它將用來判斷激勵(lì)主要來自哪幾個(gè)輥?zhàn)樱灿脕砼袛鄿p小振動(dòng)措施的有效性。
展開 ANSYS workbench杯架隨機(jī)振動(dòng)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)杯架模型的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)隨機(jī)振動(dòng)分析相關(guān)的分析步的建立
3、學(xué)習(xí)隨機(jī)振動(dòng)分析相關(guān)的約束條件的建立
4、學(xué)習(xí)隨機(jī)振動(dòng)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 杯架隨機(jī)振動(dòng)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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電機(jī)振動(dòng)噪聲建模分析:基于ANSYS Workbench平臺(tái)的電機(jī)電磁噪聲仿真分析
電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)等電力設(shè)備的噪聲起因很多，有電磁振動(dòng)噪聲、機(jī)械噪聲及流致噪聲等等，本文通過ANSYS公司的官方案例為操作背景，詳細(xì)介紹如何將作用在定子上的瞬態(tài)電磁力作為結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)分析的載荷計(jì)算振動(dòng)噪聲。
1.電磁模型建立與分析
如圖1所示為一個(gè)電機(jī)模型，電機(jī)的額定輸出功率為550W，額定電壓為220V，極對(duì)數(shù)為4，定子齒數(shù)為24個(gè)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為1500rpm，求電磁振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲大小。
本算例使用的模塊如下：
RMxprt模塊：建立電機(jī)類型；
Maxwell模塊：2D瞬態(tài)電磁場計(jì)算；
Structural 模塊：3D諧響應(yīng)分析計(jì)算；
Acoustics ACT模塊：噪聲計(jì)算
注：Acoustics ACT模塊需要單獨(dú)安裝，請(qǐng)用戶到官方網(wǎng)站上自行下載。
圖1 電機(jī)模型
電機(jī)的電路模型如圖2所示。
圖2 電機(jī)電路模型
1）啟動(dòng)Workbench。在Windows XP下單擊“開始”→“所有程序”→ANSYS15→Workbench15命令，即可進(jìn)入Workbench主界面。
2）保存工程文檔。進(jìn)入Workbench后，單擊工具欄中的按鈕，將文件保存為“zhendongzaosheng.wbpj”，單擊Getting Started窗口右上角的（關(guān)閉）按鈕將其關(guān)閉。
3）雙擊Toolbox→Analysis System→RMxprt模塊建立項(xiàng)目A，如圖3所示。
4）雙擊項(xiàng)目A中的A1欄進(jìn)如RMxprt電機(jī)設(shè)置平臺(tái)，如圖4所示。
圖3 RMxprt模塊 圖4 RMxprt平臺(tái)
5）依次選擇菜單RMxprt→Machine Type，在彈出的電機(jī)類型選擇對(duì)話框中單擊Generic Rotating Machine選項(xiàng)，單擊OK按鈕，如圖5所示。
展開 ANSYS workbench 塔架隨機(jī)振動(dòng)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)塔架三維模型的處理
2、學(xué)習(xí)隨機(jī)振動(dòng)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)隨機(jī)振動(dòng)分析的邊界條件的施加
4、學(xué)習(xí)隨機(jī)振動(dòng)分析的隨機(jī)振動(dòng)載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 塔架隨機(jī)振動(dòng)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有的分析文件。
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ANSYS workbench 筒體隨機(jī)振動(dòng)分析案例 ￥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)筒體裝配圖的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)焊接相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)模態(tài)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)基于模態(tài)分析的隨機(jī)振動(dòng)分析步建立
5、學(xué)習(xí)隨機(jī)振動(dòng)的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 筒體隨機(jī)振動(dòng)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有的分析文件。
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基于ANSYS的管道振動(dòng)模態(tài)分析
在生產(chǎn)實(shí)踐中，管道的強(qiáng)烈振動(dòng)會(huì)使管路附件尤其是管道的連接部位、管道與附件的連接部位和管道與支架的連接部位等處發(fā)生磨損松動(dòng)，在振動(dòng)所產(chǎn)生的交變應(yīng)力作用下導(dǎo)致疲勞破壞，從而發(fā)生管線斷裂、介質(zhì)外泄，甚至引起嚴(yán)重的生產(chǎn)事故，給生產(chǎn)和環(huán)境造成嚴(yán)重危害。因此，對(duì)出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng)的管道，分析其產(chǎn)生原因并給出相應(yīng)的減振措施，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
本文以注水系統(tǒng)配注管線的劇烈振動(dòng)為例，利用大型結(jié)構(gòu)分析軟件ANSYS對(duì)管道進(jìn)行建模并作出相應(yīng)的模態(tài)分析。在得出低階情況下結(jié)構(gòu)固有頻率和相應(yīng)振型后與振動(dòng)主頻率比較，從而判斷出在低階情況下結(jié)構(gòu)固有頻率與振動(dòng)主頻率處于共振區(qū)，因而引起強(qiáng)烈振動(dòng)。為避免結(jié)構(gòu)固有頻率和振動(dòng)主頻率的共振，有效地減輕管道的振動(dòng)，采取在合適的位置施加位移約束的方法進(jìn)行消振，并給出了驗(yàn)證。
一、管系簡介
該管線為注水系統(tǒng)配注管線，管線的局部布局如圖1所示，在ANSYS系統(tǒng)中為了計(jì)算方便將管線進(jìn)行了簡化（如圖2），管線的彈性模量為206GPa，泊松比0.3。
展開 基于ANSYS Workbench的變壓器振動(dòng)噪聲仿真分析
通過聲波的連續(xù)方程、運(yùn)動(dòng)方程、物態(tài)方程可以推導(dǎo)得到Helmholtz波動(dòng)方程，進(jìn)一步通過傅里葉變換可以得到均勻流體中傳播的基本聲學(xué)方程頻域形式為：
計(jì)算變壓器聲場分析需要將結(jié)構(gòu)表面的振動(dòng)速度導(dǎo)入聲學(xué)分析中作為邊界條件，聲學(xué)有限元系統(tǒng)方程形式為：
2.4 耦合分析流程
本次分析首先在MAXWELL進(jìn)行電磁場分析，求解完成后，對(duì)電磁力進(jìn)行FFT變換，在workbench平臺(tái)利用耦合功能，將其導(dǎo)入Mechanical進(jìn)行簡諧振動(dòng)分析，得到質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度，再將其導(dǎo)入ANSYS Acoustics聲學(xué)仿真模塊，求解聲壓波動(dòng)方程，進(jìn)行聲場分析，得到最后的噪聲計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)GB/T1094.10進(jìn)行評(píng)定。
Figure.基于ANSYSWorkbench的聲學(xué)仿真耦合流程
3 干式變壓器振動(dòng)噪聲分析
Figure.變壓器三維模型圖
Figure.噪聲分析耦合流程圖
3.1 電磁場分析
將變壓器的電磁模型導(dǎo)入Maxwell,給定鐵芯、繞組的材料，設(shè)定好額定工況的激勵(lì)、邊界條件、求解參數(shù)，即可進(jìn)行求解。
設(shè)定好的繞組激勵(lì)如下圖所示：
① 設(shè)定鐵芯、繞組材料：
Figure.材料設(shè)定
② 施加激勵(lì)、求解計(jì)算：
Figure.激勵(lì)加載&求解設(shè)置
③ 后處理：
Figure.后處理設(shè)置
Figure. 電磁力密度
3.2 結(jié)構(gòu)分析
在mechanical中進(jìn)行分析前，首先根據(jù)提供的材料在Engineer Data中輸入材料數(shù)據(jù)，由于諧響應(yīng)分析是線性分析類型，并且變壓器結(jié)構(gòu)在實(shí)際工作中也不允許超出屈服強(qiáng)度，因此此處以線彈性材料進(jìn)行簡化輸入。網(wǎng)格劃分過程中，實(shí)體單元以四面體、六面體混合。根據(jù)實(shí)際工作，掃頻范圍設(shè)置為0~1000Hz。
展開 ANSYS求解單自由度系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)分析
問題： 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
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