基于ANSYSWORKBENCH的有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析

原文地址:基于ANSYS WORKBENCH的有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析作者:宋博士的博客

本篇文章舉一個在WB中進(jìn)行有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析的例子。該例子來自于《ANSYS機(jī)械工程應(yīng)用精華50例》(第3版),原書是在在經(jīng)典界面中做的,而且有解析解可以對照。

本文則用WB進(jìn)行操作,問題如下。

【問題】一根兩端被固定的張緊的弦,已知其長度為1米,橫截面積為10(-6)平方米,密度為7800kg/m3,張緊力為2000N,計(jì)算其固有頻率。

為解決這個問題,在WB中操作如下。

1. 創(chuàng)建一個帶預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析系統(tǒng)

2.編輯材料屬性

雙擊Engineering Data,編輯材料屬性

3.創(chuàng)建幾何模型

雙擊Geometry,進(jìn)入DM,設(shè)置長度的單位是米。

創(chuàng)建一個草圖,該草圖是一根直線,長1米。

根據(jù)該草圖得到線體

結(jié)果如下

創(chuàng)建截面。矩形截面,保證橫截面積與題目一致。

將該截面賦給上述線體作為其截面屬性

退出DM,然后雙擊model進(jìn)入到mechanical中。

下面的分析在(1)中進(jìn)行。

4.進(jìn)行靜力學(xué)分析

劃分網(wǎng)格。將直線劃分為20等份。

設(shè)置直線沒有Z方向的位移

設(shè)置左端點(diǎn)沒有X,Y方向的位移

設(shè)置右端點(diǎn)沒有Y方向的位移

給右端點(diǎn)施加水平向右的2000N的力。

求解靜力學(xué)問題,查看變形

可見,弦被拉伸了10mm。

查看拉伸應(yīng)力

所有點(diǎn)有同樣的拉伸應(yīng)力,為2000MPa,這是一個較大的數(shù)據(jù)。

靜力學(xué)分析完畢。樹形圖如下圖,下面的分析在(2)中進(jìn)行。

5.進(jìn)行模態(tài)分析

設(shè)置分析前10階模態(tài)

開始計(jì)算,計(jì)算完畢查看固有頻率

可見,第一階模態(tài)沒有意義。從第二階模態(tài)開始,前5階模態(tài)與理論一致。后面則開始出現(xiàn)偏差。用經(jīng)典界面計(jì)算也會有類似的問題。