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機翼簡易模型結構靜力學分析與預應力模態(tài)分析●學習目標:如圖7-5所示，本實例為機翼簡易模型結構預應力模態(tài)分析，通過本實例學習預應力模態(tài)分析的基本操作方法和相關設置。●起始文件: Ch7/Ch7-1/Airfoil modeling.wbpj。●結果文件: Ch7/Ch7-1/Airfoil modeling Analysis wbpj。

本文主要研究桁架機械手 Y 軸縱梁結構，其 結構類似簡支梁模型。本文 Y 軸縱梁橫截面就矩 形、空心矩形以及工字型橫截面等進行模態(tài)分析。3 模態(tài)分析 模態(tài)分析是一種研究物體結構動力特性的方 法 [8]，主要應用在工程振動領域 [11-12]。模態(tài)分析 是分析系統(tǒng)的自振特性，與外界荷載無關，因此 進行模態(tài)分析不需要施加荷載。可以施加約束條 件，約束條件的不同，分析結果差異也很大。

下載地址：Matlab有限元結構動力學分析與工程應用徐斌

本培訓旨在幫助用戶了解模態(tài)試驗與分析的目的，掌握在應對結構共振、受迫振動問題時的工具和手段，熟悉結構建模、測量選點規(guī)劃、力錘和激振器安裝、激勵和測試與各種分析方法，以及有限元相關分析工具。本培訓班將采用理論課程和實際動手操作相結合的形式，以手把手的教學、豐富的案例分析來幫助用戶掌握BK Connect模態(tài)測試與分析工具的使用。

預應力模態(tài)分析 對于薄壁結構，如細長梁和薄板，由于彎曲剛度比軸向拉壓剛度小很多，當結構受外載作用時，由于應力剛化(SSTIF)效應，在進行模態(tài)分析時，一般需要考慮預應力效應的影響，即進行預應力模態(tài)分析。預應力模態(tài)分析需要分為兩次求解實現(xiàn)，首先進行靜力分析，其目的是求解應力剛度矩陣(為常值)，然后在此基礎之上進行模態(tài)分析。

基于matlab的結構有限元分析。包括基于4節(jié)點四面體單元的空間塊體分析、基于4節(jié)點四邊形單元的矩形薄板分析、基于3節(jié)點三角形單元的矩形薄板分析、三梁平面框架結構的有限元分析、四桿桁架結構的有限元分析、基于8節(jié)點六面體單元的空間塊體分析。每個程序都要相應的文檔說明。程序已調(diào)通，可直接運行。

1.2 優(yōu)化分析工具ANSYS Workbench 結構優(yōu)化分析工具有5種，即 Direct Optimization(直接優(yōu)化工具)、Goal Driven Optimization(多目標驅(qū)動優(yōu)化分析工具)、Parameters Correlation(參數(shù)相關性優(yōu)化分析工具)、Response Surface(響應曲面優(yōu)化分析工具)及Six Sigma Analysis(六西格瑪優(yōu)化分析工具

這是一個包含13個未知數(shù)的線性方程組，利用MATLAB很容易求出桿件軸力向量f。

<h2>一、問題描述</h2><p>作為圖所示結構的模態(tài)分析示例，我們對結構的自由振動響應感興趣。在材料密度為的附加規(guī)范下，我們解決了特征值問題，以確定結構自由振動的固有圓頻率和模態(tài)振幅向量。

圖7 固體屬性六、分析設定a. 點擊加號新增，分析類型選結構分析；圖8 新增分析b.我們這個案例要做兩個分析，一個是靜力分析，一個是模態(tài)分析，所以子分析步就有2個；首先設置靜力，子分析步選靜力，點繼續(xù)；圖9 新增分析c. 設置子分析步，第一個線性攝動是為了研究模型在小擾動下的響應，這種分析不會改變包含模態(tài)在內(nèi)的模型狀態(tài)。

5、模態(tài)分析中，質(zhì)量參與系數(shù)達到90%不能完全說明結構的模態(tài)疊加可闡述結構的動力特性。 通常在樓層荷載分布均勻的情況下（如地震作用，風荷載）的基底剪力才能和直接積分法算的近似。如果是特殊荷載（如某點的集中力作用），則無法等效，模態(tài)疊加可能失真。 此時應該關注的是靜力參與系數(shù)和動力參與系數(shù)。

最近在考慮自己編寫的程序和商用軟件的驗證問題，有限元結構分析中最關鍵的一環(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看自己編寫的程序是否正確，因此如何提取ANSYS中結構的剛度矩陣，并進行隨后的驗證或者二次開發(fā)是一個問題。