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懸臂梁模態(tài)分析：作業(yè)5 1、 問(wèn)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(duì)不同材料的懸臂梁進(jìn)行模態(tài)分析。計(jì)算要求：底座下表面全約束，計(jì)算前五階自振頻率和振動(dòng)模態(tài)，并且選用三種不同的網(wǎng)格密度，比較對(duì)模態(tài)和頻率的影響。

在HyperGraph 2D中查看懸臂梁施加載荷點(diǎn)的位移，與模態(tài)法分析對(duì)比的結(jié)果如下： 文章來(lái)源：結(jié)構(gòu)仿真學(xué)習(xí)

分析和求解控制： 對(duì)三個(gè)風(fēng)機(jī)葉片模型進(jìn)行模態(tài)分析，使用Block Lancoz求解器提取前十階固有頻率和振型，結(jié)果如下： 結(jié)果和討論 三個(gè)比較模型的前五階固有頻率的誤差范圍在5%以內(nèi)，高階模態(tài)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。

1.問(wèn)題描述當(dāng)一個(gè)懸臂梁在受到端部力的作用時(shí)候，懸臂梁彎曲，去除作用力之后，懸臂梁會(huì)自己產(chǎn)生上下的振動(dòng)，如何描述這個(gè)現(xiàn)象，考慮短時(shí)間的振動(dòng)效果2.問(wèn)題分析首先單獨(dú)懸臂梁的分析通過(guò)隱式算法瞬態(tài)分析transient structural肯定可以分析得到準(zhǔn)確的結(jié)果，本次主要考察模型如果存在復(fù)雜碰撞等情況，那么必須采用顯示算法lsdyna，這個(gè)軟件中中如何來(lái)計(jì)算初始變形。

一個(gè)很簡(jiǎn)單的模態(tài)分析，但是為了加強(qiáng)我在圖中增加了一個(gè)加強(qiáng)桿的梁單元，再次計(jì)算，一階頻率只有10-3次方量級(jí)，應(yīng)該是梁單元設(shè)置錯(cuò)了，想問(wèn)下各位大神，我應(yīng)該從什么方向去找問(wèn)題

[2] 袁余星，鄭松林，李應(yīng)軍，等.某商用車儀表板橫梁模態(tài)和靜剛度分析[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2016(5):75-78.[3] 錢鵬，韓曉玉，王瓊.某商用車儀表板橫梁的模態(tài)靜剛度分析與驗(yàn)證[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2018,56(12):89-91+94.

其次，機(jī)臂在某種程度來(lái)說(shuō)，是一種典型的懸臂梁結(jié)構(gòu)，隨著臂長(zhǎng)的增加，擺動(dòng)更大，也會(huì)更加不穩(wěn)定。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)增加相鄰機(jī)臂之間的連接，使機(jī)臂連成一個(gè)整體，這會(huì)大大增加機(jī)臂的剛度的同時(shí)，也會(huì)減少振動(dòng)幅值。圖6 加速度計(jì)測(cè)量振動(dòng)信息4 優(yōu)化后的結(jié)果分析為了驗(yàn)證改進(jìn)思路是否正確，我們進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。

圖7 分析結(jié)果位移圖 圖8 應(yīng)力-單元分析圖 7 模型的進(jìn)一步優(yōu)化通過(guò)以上分析，雖然結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)和使用要求，可對(duì)底座結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化：在應(yīng)力集中方面，對(duì)與中部懸臂梁上部相應(yīng)部分繼續(xù)增加角度過(guò)度，將集中的應(yīng)力進(jìn)一步分散，避免應(yīng)力的堆積；同樣對(duì)中部懸臂梁下部增加過(guò)度，連接主梁和懸臂梁根部，通過(guò)加大上下過(guò)度部分同樣可以減少鑄造過(guò)程中內(nèi)應(yīng)力的堆積，減少因鑄造工藝造成的產(chǎn)品缺陷

</p><p>本案例建立了一叉型懸臂梁結(jié)構(gòu)模型，并基于COMSOL軟件的流-固耦合方法模擬了叉型懸臂梁渦街振動(dòng)過(guò)程，模擬結(jié)果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202302/4ba065906b50463db1641ac8652bb607.gif" alt="Untitled.gif"></p><p class="ql-align-center

此時(shí)主界面中的項(xiàng)目管理區(qū)中顯示的分析項(xiàng)目均已完成，如圖1-54所示。（2）在Workbench主界面中單擊常用工具欄中的（保存）按鈕，保存包含有分析結(jié)果的文件。（3）單擊右上角的（關(guān)閉）按鈕，退出Workbench主界面，完成項(xiàng)目分析。圖1-53 總變形分析云圖 圖1-54 項(xiàng)目管理區(qū)中的分析項(xiàng)目

對(duì)于個(gè)人研究者來(lái)說(shuō)，要進(jìn)行實(shí)船水下爆炸研究存在著巨大的困難，因此一種普遍的做法是采用簡(jiǎn)化船體梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。在正式進(jìn)行水下爆炸實(shí)驗(yàn)之前，通過(guò)模態(tài)分析的方法來(lái)考察所設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化船體梁結(jié)構(gòu)的合理性具有重要意義。