ANSYS动力学分析报告

ANSYS动力学分析汇总ANSYS动力学分析是一种用于研究和分析物体运动和受力的工程分析方法。

它可以帮助工程师和设计师理解和优化物体在运动过程中的性能和可靠性。

ANSYS软件提供了丰富的工具和功能，用于进行各种类型的动力学分析，包括刚体动力学、柔性体动力学、液体动力学等。

本文将对ANSYS动力学分析的基本原理和方法进行总结。

ANSYS动力学分析的基本原理是基于牛顿力学定律和动力学方程。

牛顿力学定律可以用来描述物体在受到力的作用下的运动状态。

动力学方程可以用来计算物体在运动过程中的加速度、速度和位移等参数。

在ANSYS 中，可以通过建立适当的模型和应用适当的边界条件来模拟物体的运动和受力情况，并使用动力学方程进行计算和分析。

在进行ANSYS动力学分析时，首先需要建立几何模型。

可以使用ANSYS的几何建模工具来绘制物体的几何形状，并定义其材料属性、边界条件等。

然后，需要定义物体的运动约束和受力条件。

运动约束可以用来限制物体的运动自由度，例如固定物体的特定点或轴。

受力条件可以用来模拟物体受到的外部力和力矩的作用，例如重力、摩擦力、碰撞力等。

在进行ANSYS动力学分析之前，需要定义问题的初始条件和边界条件。

初始条件是指物体在分析开始时的状态，例如初始位置、速度和加速度等。

边界条件是指物体与外界或其他物体之间的相互作用条件。

例如，在液体动力学分析中，可以定义物体与周围液体之间的流体力学条件，例如流速、压力和粘性等。

完成模型和条件的定义后，可以进行ANSYS动力学分析。

ANSYS提供了一系列求解器和分析工具，用于计算物体在运动过程中的运动和受力情况。

可以通过选择适当的求解器和设置计算参数来进行分析。

在分析过程中，可以观察物体的运动轨迹、变形情况、受力分布等变化，并根据需要进行结果的后处理和解读。

ANSYS动力学分析可以应用于多个领域和行业，例如机械工程、汽车工程、航空航天工程等。

它可以用于优化产品的设计和性能，预测物体的运动和受力情况，评估产品的可靠性和安全性等。

结果输出
将结果以图表或报告的形式输出，便于分析和评 估。
05 案例分析
案例一：桥梁的瞬态动力分析
总结词
复杂结构模型，高精度模拟，长 期稳定性
详细描述
使用ANSYS动力学瞬态分析对大 型桥梁进行模拟，考虑风载、车 流等动态因素，评估桥梁在不同 频率下的振动响应和稳定性。
案例二：汽车碰撞的瞬态动力分析
根据实际系统建立数学模型，包括确定系统的自由度和约束条件， 以及选择合适的单元类型和材料属性。
加载和求解
根据问题的实际情况，施加适当的边界条件和载荷，然后使用 ANSYS等有限元分析软件进行求解。
结果后处理
对求解结果进行后处理，包括查看位移、应力、应变等输出结果， 并进行必要的分析和评估。
瞬态动力学的应用场景
瞬态动力学是研究系统在随时间变化的载荷作用下的动力响应，其基本原理基于牛 顿第二定律和弹性力学的基本方程。
瞬态动力学考虑了时间的因素，因此需要考虑系统的初始条件和边界条件，以及载 荷随时间的变化。
瞬态动力学中，系统的响应不仅与当前时刻的载荷有关，还与之前的载荷历史有关。
瞬态动力学的分析步骤
建立模型
求解设置
选择求解器
01
根据模型特点选择合适的求解器，如直接求解器或迭代求解器。
设置求解参数
02
设置合适的求解参数，如时间步长、积分器等。
开始求解
03
启动求解过程，ANSYS将计算并输出结果。
结果后处理
查看结果
在后处理模块中查看计算结果，如位移、应力、 应变等。
分析结果
对结果进行分析，判断结构的响应和性能。
06 结论与展望
瞬态动力学的未来发展方向
更加精确的模型

ANSYS动力学分析ANSYS（Analysis System）是由美国ANSYS公司开发的一款计算机辅助工程分析软件，广泛应用于工程领域的结构力学、流体力学、电磁场和热传导等方面的分析计算。

其中，动力学分析是ANSYS的一个重要模块，主要用于分析和模拟机械系统在动态载荷下的响应和行为。

动力学分析是通过模拟和分析物体的运动过程来揭示其受力和受弯的内部原因，以及预测其在不同动态载荷下的响应和行为。

通过对机械系统进行动力学分析，我们可以了解结构的强度和刚度，预测结构在运动过程中的变形和应力分布，并给出相应的改进和优化建议。

因此，动力学分析在新产品的设计改进、故障排查和现有结构评估等方面具有重要的应用价值。

动力学分析使用的数学模型主要基于牛顿力学原理，将机械系统简化为质量、刚度和阻尼等基本参数的集合。

通过在ANSYS中建立适当的几何模型和边界条件，可以通过施加合适的载荷或运动条件来模拟机械系统的运动过程。

在此基础上，ANSYS还提供了一系列强大的分析工具，如求解器、后处理和可视化工具等，使得用户可以全面、准确地分析和评估机械系统的动态响应。

在动力学分析中，常见的问题包括振动、冲击、疲劳和动态响应等。

振动分析研究结构在自身固有频率下的振动特性，包括固有频率、振型和模态质量等。

冲击分析一般用于模拟机械系统在外界冲击载荷下的响应，如撞击、爆炸等。

疲劳分析则研究结构在重复载荷作用下的寿命与损伤。

动态响应分析综合考虑质量、刚度和阻尼等因素，研究结构在动态载荷下的响应和行为。

ANSYS在动力学分析方面提供了多种分析方法和工具，包括模态分析、响应谱分析、频率响应分析、时程分析、非线性动力学分析等。

模态分析提供了机械系统的固有频率、振型和模态质量等信息，可以帮助优化结构的设计。

响应谱分析可根据外界地震激励谱进行分析，预测结构在地震等自然灾害发生时的抗震性能。

频率响应分析模拟了机械系统在受到调制频率载荷时的响应，包括位移、速度和加速度等。

ANSYS结构动力学分析ANSYS（Analysis System）是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件。

它可以用于解决多种工程问题，包括结构动力学分析。

结构动力学分析是研究结构物在外部载荷作用下的响应和行为的过程。

通过使用ANSYS进行结构动力学分析，可以更好地理解结构物的振动特性、响应状况和其对外部激励的耐受能力。

ANSYS结构动力学分析的基本原理是有限元分析。

有限元分析是一种将结构物划分为多个小单元，然后通过数学模型对这些单元进行计算的方法。

在结构动力学分析中，需要考虑结构物的材料特性、物理特性以及外部载荷的作用。

ANSYS提供了丰富的材料模型和边界条件设置，可以满足不同结构物的分析需求。

1.建立模型：首先需要根据实际结构物的几何形状和尺寸，在ANSYS中建立结构物的有限元模型。

可以通过几何建模工具进行模型构建，也可以导入CAD软件中的模型。

2.材料定义：根据结构物的实际材料特性，在ANSYS中定义材料属性。

可以选择已有材料库中的材料，也可以自定义材料特性。

3.网格划分：将结构物分割为小单元，即有限元网格。

网格划分的质量和密度对分析结果影响很大，需要根据结构物的特点进行合理划分。

4.条件加载：设置结构物的边界条件和加载条件。

边界条件包括约束条件和加载条件。

约束条件固定结构物的一些边界或节点，而加载条件是施加在结构物上的外部载荷。

5.求解器设置：选择适当的求解器来求解结构动力学问题。

ANSYS提供了多种求解器，包括静态求解器和动态求解器。

6.分析和评估：运行结构动力学分析，获得结构物在外部载荷下的响应结果。

可以通过动力响应、位移、应力、变形等指标来评估结构物的性能。

7.结果后处理：根据分析结果进行后处理，生成相应的报告和图形。

可以通过ANSYS提供的后处理工具进行结果可视化和数据分析。

ANSYS结构动力学分析在工程领域有着广泛的应用。

例如，可以用于评估建筑物、桥梁、风力发电机组等结构物的自然频率、模态形态和振动特性，从而进行设计优化和结构安全性评估。

GUI：Main Menu>Solution> Load Step Opts>Time/Frequency>Freq and
substeps (6) 求解 求解当前载荷步。
命令：SOLVE GUI：Main Menu>Solution>Solve>Current Ls (7) 结果后处理和分析 瞬态动力学分析结果保存于结果文件Jobname.RST中。可以用POST1和 POST26观察和分析。其中，POST1用于观察在给定时间整个模型的结果， POST26用于观察模型中指定处(节点、单元等)响应随频率变化的历程分 析结果。
Kx F
(11)
如果惯性力或阻尼力足够大到必须加以考虑时，那么系统 的受力平衡方程式必须写成：
MxCxKx F (1 2)
动力效应什么时侯需考虑在力平衡方程式中？什么时侯动力效应才称为 “足够大”？
一个最保险的方法是：时刻不忽略动力效应；或者是静力分析及动力分 析各做一次，当两次分析的结果差异在可接受范围时(结果差异5%以内)， 即表示动力效应是可以忽略的，反之则是不可忽略的。
3 结构模态分析(Modal Analysis)
当外力是0时，方程式1-2即为代表模态分析的控制方程式：
MxCxKx 0 (13)
从数学的观点来看，式1-3是一个特征值问题(eigenvalue problem)，其特征值代表结构的自然振动频率(natural frequencies)和模态阻尼(Modal damping)，而每一个特征值相 对的特征向量(eigenvector)代表振动形状(vibration shapes)。所 以模态分析的结果是自然振动频率、模态阻尼和对应的振动 形状。
4 结构谐响应分析(Harmonic Response Analysis)

过 调 节 曲线来 使 曲面 达 到光顺 。同 时基 于 工业 设计 及 美 学 的考
（ ７ ）
Байду номын сангаас
虑， 汽车表面在多数情况下需要满足光顺 的特性要求 ， 即避免在 光滑表面上出现突然的凸起 、 凹陷等“ 陷” 缺 。把这种有特定要求 和用途 的产品表面定义为 级表面。所以在模型建立后要检查
１４ １
李毓 洲等 ： 于 Ａ ｓｓ 基 ｎｙ 的汽 车空气动力 学特性 分析
第 ２期
压 到 可压缩 ， 无粘 性 到有 粘 性 的几 乎所 有 的 流动 现 象 。将 利 从 用 Ａ Ｓ Ｓ中的 Ｃ Ｄ来 研究 汽 车 空气 动力 学 特性 。 ＮＹ Ｆ 平 均连 续 方程 ： ＝ ０
模式
（） ４ 检查 、 保证 曲面的一致外 凸形 ， 曲面分析 中的高斯等值线 假定雷诺应力和当时当地的平均切变率成正 比， 用 所以它不能准确
模式是各向同性
由于汽车是左右对称的 ， 故建模时只需构造其左 （ 或右 ） 半部分 ， 的， 不能反映雷诺应力的各项异性 ， 尤其是近壁湍流 ， 雷诺应力具 然后再作镜像复制 ， 但要注意， 在构造特征线时 ， 应使其在与对称 有明显的各向异性 ， 例如方管中的二次流是 由于雷诺正应力之差 面的交点处与对称面垂直。２ 模型的完整性和无重合性。 了方 产生的 ， （） 为 标准 — 模式不能正确表达雷诺正应力 ， 因此不能预测 便以后的流动数值模拟计算中的网格划分 ， 几何模型必须保证完 到方管湍流的二次流 ；３ 标准 ， ｓ模式计算量 比较大 ， （） ｃ — 但是随着 蛰 和无重合性 ， 即模型中既不能有断开 的地方 ， 又不能有 重合 计算机技术的发展是可以克服的［。 】 ｏ ｌ
的地 方 。３模 型 的近 似处 理 。 （） 在建 模过 程 中对 一些 细微 部 分作 了

ANSYS结构动力学分析解析结构动力学分析是研究结构在受到外力作用下的振动和响应情况。

在ANSYS中，结构动力学分析可以用于预测结构在振动或冲击载荷下的响应情况，进一步了解结构的强度和稳定性。

在这种分析中，结构通常被建模为弹性体，可以考虑材料的非线性性能和几何形状的复杂性。

要进行结构动力学分析，首先需要建立结构的有限元模型。

在ANSYS 中，可以使用多种方法进行建模，包括直接建模、利用CAD软件导入几何模型、导入现有的有限元模型等。

建模的关键是准确描述结构的几何形状、材料属性、约束条件等。

在建立了结构的有限元模型之后，就可以定义载荷和边界条件。

在结构动力学分析中，载荷通常包括外力和初始条件。

外力可以是静力或动力加载，可以通过施加比例和非比例的负载，来模拟不同的工况。

初始条件包括结构的初始位移、速度和加速度等。

通过定义这些载荷和边界条件，可以模拟出结构在不同工况下的运动和响应。

完成载荷和边界条件的定义后，就可以进行结构动力学分析了。

在ANSYS中，可以选择多种求解方法，包括模态分析、频率响应分析和时程分析等。

模态分析是结构动力学分析的基础，可以得到结构的固有频率、振型和模态质量等信息。

频率响应分析是针对特定的激励频率进行的分析，可以得到结构的频率响应函数和响应谱等信息。

时程分析是根据实际的载荷时间历程进行的分析，可以得到结构在时间上的响应情况。

在进行结构动力学分析时，需要对结果进行后处理和分析。

ANSYS提供了丰富的后处理工具，可以对结构的位移、应力、应变、振动模态等进行可视化和统计分析。

可以通过这些分析结果，进一步评估结构的强度、稳定性和可靠性等。

总之，ANSYS提供了强大的结构动力学分析解析方案，可用于预测结构在振动和冲击载荷下的响应情况。

通过建立有限元模型、定义载荷和边界条件、进行求解和后处理，可以对结构的运动和响应进行深入分析和评估。

这些分析结果对于设计优化、故障诊断和结构安全评估等方面具有重要意义。

Ｍｏｄｅｌｉｎｇ
ｌ
引言
旋转机械被广泛地应用于燃气轮机、航空发动机、工业压缩机以及各种电动机等装置
中，研究转子系统的动力学特性对旋转机械设计、制造、故障诊断、延寿等具有重要的意 义。 在进行转子动力学分析时，人们期望建立分析对象的高保真模型，减少计算模型与实际 问题的差异，获得原物理问题的准确结果。长期以来，转子动力特性计算的解析法、传递矩 阵法、基于梁单元的有限元法¨．２１等分析方法，在建立计算模型时均对实际转子系统做出相 当程度的简化，这导致计算模型与实际问题产生较大的差异，并且其分析对象和分析能力有 限，无法对复杂转子结构进行有效的分析；而利用实体单元建模的有限元法则可以对多种复 杂转子结构进行高保真模拟，并考虑各结构间的动力影响，分析计算更加接近实际。 通用有限元程序ＡＮＳＹＳ在其１Ｉ．０版本中推出了转子动力学计算的功能模块，可以对转 子系统进行实体建模，并考虑实体模型在转动状态下产生陀螺力矩时的动力特性。 本文通过对ＡＮＳＹＳ
否
ＡＮＳＹＳ粱单元与实体单元转子动力学分析能力
粱
否
实体 是 是 是 是 小 大 大 是 是
是
３应用实例
（１）验证性算例
对参考文献［５］中的简单转子模型进行计算分析，图ｌ所示为建立的实体模型，转子
模型采用ｓｏｆｉｄ４５单元建立，端部约束所有自由度，中间支撑处约束径向和周向自由度。材
料属性由参考文献［５］给定。
嘲２转于结构州意罔
现代振动与噪声技术（第８卷 图３是本文建立的转子实体有限元模型。对该转子振动特性的讨论可参见参考文献 ６］。
图３转子系统的有限兀模型
４结论
本文对ＡＮＳＹＳ中的实体单元转子动力学分析功能及其理论基础进行了介绍，并对ＡＮ－ ＳＹＳ中基于梁单元和实体单元的转子动力学分析能力进行了对比。本文中的验证性算例说明 了采用实体单元对转于建模计算的准确性和有效性；扩展性算例则说明了实体单元建模在转

ANSYS／FLOTRAN流体动力学分析
使用ANSYSFLOTRAN进行流体动力学分析时，首先需要建立一个几何模型。

可以使用ANSYS的几何建模工具或其他CAD软件进行建模，并将几何模型导入到FLOTRAN中。

然后，需要定义流体材料属性、边界条件和初始条件。

可以选择不同的材料模型，如理想气体、压缩流体或多相流体，并指定相应的物理参数。

边界条件定义了流体流动的入口和出口条件，例如速度、压力或温度。

初始条件是指流体的初始状态，包括速度、压力和温度。

在建立完几何模型和定义边界条件后，可以进行网格生成。

网格的质量对计算结果的准确性和稳定性至关重要，因此需要根据具体问题进行调整。

ANSYSFLOTRAN提供了丰富的网格生成工具，并支持结构化和非结构化网格。

完成网格生成后，可以设置求解器参数并开始求解。

ANSYSFLOTRAN 使用数值方法离散化方程，并通过迭代求解获得流动场的数值解。

求解器可以自动适应计算速度和精度，并提供详细的收敛信息。

求解完成后，可以进行后处理分析。

ANSYSFLOTRAN提供了多种后处理工具，如流线、压力和温度分布图、剪切应力等。

此外，还可以对结果进行比较和优化，以寻找最佳设计方案。

总之，ANSYSFLOTRAN是一种强大的流体动力学分析工具，可用于模拟和分析各种流体流动问题。

它提供了丰富的功能和工具，帮助工程师更好地理解和优化流体流动的行为。

ANSYS动力分析动力分析是指利用ANSYS软件进行物体的动力学分析。

动力学分析是一种通过分析物体所受的力以及物体内部的应力和位移等参数，来研究物体在运动过程中的行为的方法。

在进行动力学分析之前，需要先对物体进行建模和网格划分。

在ANSYS软件中，可以使用不同的建模工具来绘制模型，如实体建模工具、面片建模工具等，然后使用网格划分工具将模型划分为有限元网格。

有限元网格是动力学分析的基础，通过在网格单元上建立方程组，并对其进行离散化，可以得到物体在动力学分析过程中对应的位移、速度和加速度等信息。

在进行动力学分析时，需要先定义物体所受的外力。

外力可以分为静力和动力两种。

静力是指不随时间变化的力，如重力、约束力等。

动力是指随时间变化的力，如冲击力、振荡力等。

外力可以通过加载和施加相应的约束来定义。

在动力学分析过程中，可以通过求解物体上的运动方程来获得物体的位移、速度和加速度等信息。

根据牛顿第二定律，可以得到物体的运动方程：F=m*a，其中F为物体所受的力，m为物体的质量，a为物体的加速度。

通过求解运动方程，可以得到物体在动力学分析过程中的运动情况。

动力学分析可以用于多种应用场景，如汽车碰撞分析、风力发电机械分析、飞机结构分析等。

在汽车碰撞分析中，可以通过动力学分析来模拟汽车在碰撞过程中的行为，如车辆的变形情况、车辆上乘员的受力情况等。

在风力发电机械分析中，可以通过动力学分析来模拟风力发电机械在风力作用下的运动情况，如叶轮的转速、齿轮的受力情况等。

在飞机结构分析中，可以通过动力学分析来模拟飞机在起飞、着陆等过程中的变形和受力情况，从而评估飞机结构的稳定性和安全性。

动力学分析在工程设计和科学研究中有着广泛的应用。

通过动力学分析，可以预测物体在运动过程中的变形和破坏情况，从而指导工程设计和制造过程。

此外，动力学分析还可以用来验证理论模型和进行参数敏感性分析，从而改进和优化设计方案。

总之，ANSYS动力学分析是一种通过分析物体所受的力以及物体内部的应力和位移等参数，来研究物体在运动过程中的行为的方法。

ansys分析报告ANSYS分析报告。

一、引言。

本报告旨在对ANSYS进行全面的分析和评估，以便更好地了解其性能和应用范围。

ANSYS是一种广泛应用于工程领域的有限元分析软件，通过对其进行深入研究和分析，可以帮助工程师们更好地应用该软件进行工程设计和分析。

二、软件概述。

ANSYS是一种基于有限元分析理论的工程仿真软件，其功能涵盖了结构分析、流体动力学分析、热传导分析等多个领域。

通过ANSYS软件，工程师可以对各种工程结构和系统进行仿真分析，以评估其性能和稳定性。

三、功能特点。

1. 结构分析，ANSYS可以对各种结构进行静力学和动力学分析，包括线性和非线性分析，以及疲劳和断裂分析。

这使得工程师可以更加全面地评估结构的强度和稳定性。

2. 流体动力学分析，ANSYS可以模拟流体在复杂几何形状中的流动情况，包括湍流、层流等各种流动状态。

这对于设计液体管道、风力发电机等工程系统具有重要意义。

3. 热传导分析，ANSYS可以模拟材料的热传导性能，包括传热、热对流、热辐射等多种热传导方式。

这对于设计散热器、热交换器等热工系统至关重要。

四、应用案例。

1. 结构分析，使用ANSYS对一座桥梁进行有限元分析，评估其在不同荷载条件下的变形和应力分布，为桥梁设计提供重要参考。

2. 流体动力学分析，使用ANSYS对一台风力发电机进行气流仿真，评估其叶片在不同风速下的受力情况，为风力发电机的设计提供优化方案。

3. 热传导分析，使用ANSYS对一台电子设备进行热仿真，评估其在长时间工作状态下的散热效果，为电子设备的散热设计提供技术支持。

五、结论。

通过对ANSYS软件的分析和评估，我们可以得出结论，ANSYS具有强大的功能和广泛的应用范围，可以帮助工程师们进行结构、流体和热传导等多个领域的仿真分析。

在工程设计和优化过程中，ANSYS将发挥重要作用，为工程师们提供更多的技术支持和优化方案。

希望本报告对大家对ANSYS软件有更深入的了解和认识，并能够更好地应用于工程实践中。

实用标准文档第一章模态分析§1.1模态分析的定义及其应用模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性（固有频率和振型），即结构的固有频率和振型，它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。

同时，也可以作为其它动力学分析问题的起点，例如瞬态动力学分析、谐响应分析和谱分析，其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。

ANSYS的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态分析。

前者有旋转的涡轮叶片等的模态分析，后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态分析。

ANSYS产品家族中的模态分析是一个线性分析。

任何非线性特性，如塑性和接触（间隙）单元，即使定义了也将被忽略。

ANSYS提供了七种模态提取方法，它们分别是子空间法、分块Lanczos法、PowerDynamics法、缩减法、非对称法、阻尼法和QR阻尼法。

阻尼法和QR阻尼法允许在结构中存在阻尼。

后面将详细介绍模态提取方法。

§1.2模态分析中用到的命令模态分析使用所有其它分析类型相同的命令来建模和进行分析。

同样，无论进行何种类型的分析，均可从用户图形界面（GUI）上选择等效于命令的菜单选项来建模和求解问题。

后面的“模态分析实例（命令流或批处理方式）”将给出进行该实例模态分析时要输入的命令（手工或以批处理方式运行ANSYS时）。

而“模态分析实例（GUI方式）”则给出了以从ANSYS GUI中选择菜单选项方式进行同一实例分析的步骤。

（要想了解如何使用命令和GUI选项建模，请参阅<<ANSYS建模与网格指南>>）。

<<ANSYS命令参考手册>>中有更详细的按字母顺序列出的ANSYS命令说明。

§1.3模态提取方法典型的无阻尼模态分析求解的基本方程是经典的特征值问题：其中：=刚度矩阵,=第阶模态的振型向量（特征向量）,=第阶模态的固有频率（是特征值）,=质量矩阵。

ANSYS动力学分析报告第5章动力学分析结构动力学研究的是结构在随时间变化载荷下的响应问题，它与静力分析的主要区别是动力分析需要考虑惯性力以及运动阻力的影响。

动力分析主要包括以下5个部分：模态分析：用于计算结构的固有频率和模态。

谐波分析（谐响应分析）：用于确定结构在随时间正弦变化的载荷作用下的响应。

瞬态动力分析：用于计算结构在随时间任意变化的载荷作用下的响应，并且可涉及上述提到的静力分析中所有的非线性性质。

谱分析：是模态分析的应用拓广，用于计算由于响应谱或PSD输入（随机振动）引起的应力和应变。

显式动力分析：ANSYS/LS-DYNA可用于计算高度非线性动力学和复杂的接触问题。

本章重点介绍前三种。

【本章重点】区分各种动力学问题；各种动力学问题ANSYS分析步骤与特点。

5.1 动力学分析的过程与步骤模态分析与谐波分析两者密切相关，求解简谐力作用下的响应时要用到结构的模态和振型。

瞬态动力分析可以通过施加载荷步模拟各种何载，进而求解结构响应。

三者具体分析过程与步骤有明显区别。

5.1.1 模态分析1.模态分析应用用模态分析可以确定一个结构的固有频率利振型，固有频率和振型是承受动态载荷结构设计中的重要参数。

如果要进行模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析，固有频率和振型也是必要的。

可以对有预应力的结构进行模态分析，例如旋转的涡轮叶片。

另一个有用的分析功能是循环对称结构模态分析，该功能允许通过仅对循环对称结构的一部分进行建模，而分析产生整个结构的振型。

ANSYS产品家族的模态分析是线性分析，任何非线性特性，如塑性和接触(间隙)单元，即使定义也将被忽略。

可选的模态提取方法有6种，即Block Lanczos(默认)、Subspace、Power Dynamics、Reduced、Unsymmetric、Damped及QR Damped，后两种方法允许结构中包含阻尼。

2.模态分析的步骤模态分析过程由4个主要步骤组成，即建模、加载和求解、扩展模态，以及查看结果和后处理。

•由于阻尼力与速度成正比，因此在动力学分析 中要考虑粘性阻尼. 比例常数 c 称作阻尼常数.
•通常用 阻尼比 x （阻尼常数 c 对临界阻尼常数
cc*的比值）来量化表示.
•临界阻尼定义为出现振荡和非振荡行为之间的 阻尼的极值, 此处阻尼比 = 10
*对一个质量为 m ，频率为 w的单自由度弹簧质量系统,
x = a/2w1 + bw1/2
x = a/2w2 + bw2/2
2019/7/9
Damping Ratio
w1
Frequency
ab w2
b
a
32
• 服务理念中的“点点” • ◆理解多一点 真情浓一点 • ◆学习勤一点 品质高一点 • ◆理由少一点 效率高一点 • ◆处理问题灵活点 工作过程用心点 • ◆对待同事宽容点 互相协作快乐点
参考图 例：
感谢您的观看！
2019/7/9
Frequency
30
b阻尼 •亦可称作结构或刚度阻尼 •是大多数材料的固有特性 b阻尼对每一个材料进行规定 （作为材料性质DAMP），或 作为一个单一的总值 •如果忽略a 阻尼， b可以通过 已知的x（阻尼比）和已知频 率w来计算：
b = 2x/w 选用最主要的响应频率来计算 b
2019/7/9
16
显式求解方法
•也称为闭式求解法或预测求解法.
•积分时间步Dt必须很小，但求解速度很快（ 没有收敛问题）.
•可用于波的传播，冲击载荷和高度非线性问 题
•当前时间点的位移 {u}t由包含时间点t-1 的
方程推导出来.
•有条件稳定: 如果Dt 超过结构最小周期的确 定百分数,计算位移和速度将无限增加.
-可以用来处理瞬态动力学分析和谐响应 分析.

动力学分析5.1 机翼模态分析实例问题描述如图5-2所示，为一个模型飞机的机翼。

机翼沿着长度方向轮廓一致，且它的横截面由直线和样条曲线定义。

机翼的一端固定在机体上，另一端为悬空的自由端。

且机翼由低密度聚乙烯制成，有关性质参数为：弹性模量：38×103psi；泊松比：0.3；密度：1.033×10-3slug/in3。

问题的目的是显示机翼的模态自由度。

图5-2 模型飞机机翼简图GUI操作步骤1.定义标题和设置参数(1)选择菜单Utility Menu>File>Change Title。

(2)输入文本“Modal analysis Of a model airplane wing”，单击。

(3)选择菜单Main Menu>Preferences。

(4)选中“Structural”选项，单击。

2.定义单元类型(1)选择菜单Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete，弹出【Element Types】窗口如图5-3。

0 动力学分析图5-3 【Element Types】窗口(2)单击，弹出【Library of Element Types】对话框如图5-4。

图5-4 【Library of Element Types】对话框(3)在左侧的滚动框中选择“Structural Solid”。

(4)在右侧的滚动框中选择“Quad 4node 42”。

(5)单击。

(6)在右侧的滚动框中选择“Brick 8node 45”，单击。

(7)单击关闭窗口。

3.定义材料性质(1)选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models，打开【Define Material Model Behavior】材料属性对话框如图5-5。

ANSYS转子动力学分析ANSYS转子动力学分析是一种通过ANSYS软件进行转子系统的动力学仿真分析方法。

转子动力学分析是用于研究和评估机械设备中转子系统动力学性能的一种方法。

它可以帮助工程师了解转子系统的受力、振动、疲劳寿命等关键参数，并优化设计以提高系统的稳定性和可靠性。

在进行ANSYS转子动力学分析时，首先需要建立转子系统的几何模型。

这可以通过CAD软件绘制转子的三维模型，然后将模型导入到ANSYS中进行后续分析。

在建立几何模型时，需要考虑转子的形状、尺寸、支撑结构等因素，并确定转子系统的边界条件。

建立几何模型后，需要定义转子的材料性质。

转子的材料性质对其受力和振动特性有着重要影响。

常见的转子材料包括金属、复合材料等。

在ANSYS中，可以通过指定材料的弹性模量、泊松比、密度等参数来定义转子的材料性质。

在进行ANSYS转子动力学分析时，需要考虑转子的受力和激振源。

转子受力包括离心力、惯性力、外部载荷等，可以通过动力学方程来描述。

而激振源可以是旋转不平衡、激励力等，可以通过在特定位置施加外部载荷来模拟。

转子动力学分析的关键步骤是求解转子系统的运动方程。

在ANSYS中，可以通过有限元方法来离散化转子系统，将其分解为有限数量的节点和单元，然后使用动力学方程对节点进行求解。

需要注意的是，转子系统通常是一个大型非线性动力学系统，需要进行迭代求解才能获得准确的结果。

在求解转子系统的运动方程后，可以通过后处理分析来获取有关转子动力学性能的参数。

常见的参数包括转子的振动幅值、振动速度、应力、疲劳寿命等。

这些参数可以用于评估转子系统的稳定性和可靠性，帮助工程师优化设计并提高系统的性能。

总之，ANSYS转子动力学分析是一种通过ANSYS软件进行转子系统的动力学仿真分析方法。

通过建立几何模型、定义材料性质、求解运动方程和后处理分析，可以评估转子系统的动力学性能，并优化设计以提高系统的稳定性和可靠性。

1 谐响应分析ANSYS进行谐波响应分析的模型只能用于线性单元和材料，它忽略各种非线性因素，同时进行谐波响应分析必须输入材料的密度。

注意：如果ALPX（热膨胀系数）和ΔT均不为零，就有可能包含了简谐热荷载。

为了避免这种情况发生，应将ALPX设置为0。

也就是说，如果施加重力和热荷载，它们也将被当作简谐荷载来考虑谐响应分析有完整法、缩减法和模态叠加法，ANSYS默认用完整法。

各种方法均有各自的特点和适用环境，具体介绍查有关资料。

以下介绍结构在单一荷载作用下的谐响应分析（full法）：1、建立几何模型，划分单元，方法同其他分析。

2、施加边界条件，方法同其他分析。

3、施加荷载。

注意如果是多个荷载同时作用于结构，必须先设置分析类型才能输入每个荷载的相位角。

荷载大小代表振幅，由于是单一荷载，没有必要规定相位角，下图1的V ALUE2就没必要输入任何数值。

如果是多荷载还要规定相位角，相位角可能通过V ALUE2来规定。

图 14、分析选项（1）选择分析类型为harmonic：（2）main menu->solution->analysis type->analysis potions定义基本选项如图2：用完整法分析。

图 2（3）选择菜单main menu->solution->losd step opts->output ctrls->solu printout 弹出solution printout controls 对话框，设定输出结果内容和形式如图3。

图 3（4）main menu->solution->load step pots->time/frequence->time and substeps 设定输入荷载步标志及荷载施加形式如图4。

图4中，0表示最低频率，80表示最高频率，因此改分析的频率范围为[0,80]；200表示荷载子步数，同时选择荷载施加方式为stepped。