ANSYS Workbench 动力学分析指南
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workbench 谐响应扫频转子动力学
我猜你想了解的是 Workbench 进行谐响应扫频和转子动力学分析的相关内容。
Workbench 是 ANSYS 公司推出的一款协同仿真环境,广泛应用于结构、流体、电磁等领域的仿真分析。
在 Workbench 中进行谐响应扫频和转子动力学分析的基本流程如下:
1. 建立模型:首先需要建立分析模型,包括几何模型和网格划分等。
可以使用Workbench 中的 DesignModeler 或 SpaceClaim 等工具进行建模和网格划分。
2. 施加激励:在模型上施加激励,例如力、压力、位移等。
可以使用 Workbench 中的Static Structural 或 Modal 等模块进行激励的施加。
3. 设置分析选项:设置谐响应分析的选项,例如频率范围、求解器等。
可以使用Workbench 中的 Harmonic Response 模块进行设置。
4. 进行分析:运行谐响应分析,得到模型的频率响应曲线。
可以使用 Workbench 中的Results 模块查看分析结果。
5. 进行转子动力学分析:如果需要进行转子动力学分析,可以在模型上添加轴承、轴等组件,并设置相应的边界条件和激励。
可以使用 Workbench 中的 Rotordynamics 模块进行分析。
需要注意的是,具体的分析流程和方法可能会因模型的不同而有所差异,建议你根据实际情况进行调整。
ANSYS 动力学分析指南目 录第1章 模态分析 (1)§1.1 模态分析的定义及其应用 (1)§1.2 模态分析中用到的命令 (1)§1.3 模态提取方法 (1)§1.3.1 分块Lanczos法 (2)§1.3.2 子空间法 (3)§1.3.3 PowerDynamics法 (3)§1.3.4 缩减法 (3)§1.3.5 非对称法 (3)§1.3.6 阻尼法 (4)§1.3.7 QR阻尼法 (4)§1.4 矩阵缩减技术和主自由度选择准则 (5)§1.4.1矩阵缩减 技术 (5)§1.4.2人工选择主自由度的准则 (5)§1.4.3程序选择主自由度的要点 (7)§1.5 模态分析过程 (7)§1.6 建模 (7)§1.7 加载及求解 (8)§1.7.1 进入ANSYS求解器 (8)§1.7.2 指定分析类型和分析选项 (8)§1.7.3 定义主自由度 (10)§1.7.4 在模型上加载荷 (11)§1.7.5 指定载荷步选项 (12)§1.7.6 参与系数表输出 (12)§1.7.7 求解 (13)§1.7.8 退出求解器 (14)§1.8 扩展模态 (14)§1.8.1 注意要点 (14)§1.8.2 扩展模态 (14)§1.9观察结果 (16)§1.9.1 注意要点 (16)§1.9.2 观察结果数据的过程 (16)§1.9.3 选项:列表显示所有频率 (17)§1.9.4 选项:图形显示变形 (17)§1.9.5 选项:列表显示主自由度 (17)§1.9.6 选项:线单元结果 (17)§1.9.7 选项:等值图显示结果项 (18)§1.9.9 选项:列表显示结果项 (18)§1.9.10 其它功能 (18)§1.10 有预应力模态分析 (18)§1.11 大变形预应力模态分析 (19)§1.12 循环对称结构的模态分析 (20)§1.12.1 基本扇区 (20)§1.12.2 节径 (20)§1.12.3 标准(无应力)循环对称结构模态分析 过程 (21)§1.12.4 有预应力循环对称结构模态分析 (24)§1. 13 模态分析实例 (25)§1.13.1飞机机翼模态分析实例 (25)§1.13.2 循环对称结构模态分析实例-简化齿轮的模态分析 (31)§1.13.3 其它模态分析实例的出处 (38)第2章 谐响应分析 (40)§2.1谐响应分析 的定义与应用 (40)§2.2谐响应分析中用到的命令 (40)§2.3三种求解方法 (40)§2.3.1完全法 (41)§2.3.2缩减法 (41)§2.3.3模态叠加法 (41)§2.3.4三种方法共同的局限性 (42)§2.4完全法谐响应分析 (42)§2.4.1完全法谐响应分析过程 (42)§2.4.2建模 (42)§2.4.3加载并求解 (42)§2.4.4观察结果 (49)§2.5缩减法谐响应分析 (51)§2.5.1加载并求得缩减解 (52)§2.5.2观察缩减法求解的结果 (53)§2.5.3扩展解(扩展过程) (53)§2.5.4观察已扩展解的结果 (55)§2.5.5典型的缩减法谐响应分析命令流 (56)§2.6模态叠加法谐响应分析 (57)§2.6.1获取模态分析解 (57)§2.6.2获取模态叠加法谐响应解 (58)§2.6.3扩展模态叠加解 (59)§2.6.4观察结果 (59)§2.6.5典型的模态叠加法谐响应分析命令流 (59)§2.7有预应力的完全法谐响应分析 (61)§2.7.1 有预应力的完全法谐响应分析 (61)§2.7.2有预应力的缩减法谐响应分析 (61)§2.7.3有预应力的模态叠加法谐响应分析 (61)§2.8谐响应分析实例 (61)§2.8.1“工作台-电动机”系统谐响应分析 (62)§2.8.2有预应力的吉他弦的谐响应 (66)§2.8.3其它谐响应分析实例的出处 (73)第3章 瞬态动力学分析 (74)§3.1 瞬态动力学分析的定义 (74)§3.2 学习瞬态动力学的预备工作 (74)§3.3 三种求解方法 (74)§3.3.1 完全法 (75)§3.3.2 模态叠加法 (75)§3.3.3 缩减法 (75)§3.4 完全法瞬态动力学分析 (76)§3.4.1 建造模 型 (76)§3.4.2 建立初始条件 (77)§3.4.3 设置求解控制 (79)§3.4.4 设置其他求解选项 (82)§3.4.5 施加载荷 (84)§3.4.6 存储当前载荷步的载荷配置 (84)§3.4.7 针对每个载荷步重复§3.4.3-6 (85)§3.4.8 存储数据库备份文件 (85)§3.4.9 开始瞬态求解 (85)§3.4.10 退出求解器 (86)§3.4.11 观察结果 (86)§3.4.12 完全法瞬态分析的典型命令流 (87)§3.5 模态叠加法瞬态动力分析 (89)§3.5.1 建造模型 (89)§3.5.2 获取模态解 (89)§3.5.3 获取模态叠加法瞬态分析解 (90)§3.5.4 扩展模态叠加解 (93)§3.5.5 观察结果 (94)§3.5.6 模态叠加法瞬态分析的典型命令流 (94)§3.6 缩减法瞬态动力学分析 过程 (95)§3.6.1 获取缩减解 (96)§3.6.2 观察缩减法求解的结果 (100)§3.6.3 扩展解(扩展处理) (100)§3.6.4 观察已扩展解的结果 (102)§3.7 有预应力瞬态动力学分析 (103)§3.7.1 有预应力的完全法瞬态动力学分析 (103)§3.7.2 有预应力的模态叠加法瞬态动力学分析 (103)§3.7.3 有预应力的缩减法瞬态动力学分析 (103)§3.8 瞬态分析的关键技术细节 (104)§3.8.1 积分时间步长选取准则 (104)§3.8.2 自动时间步长 (106)§3.8.3 阻尼 (106)§3.9 瞬态动力学分析实例 (109)§3.9.1 瞬态完全法分析板-梁结构实例 (109)§3.9.2 瞬态缩减法分析简支梁-质量系统实例 (114)§3.9.3 瞬态模态叠加法分析板-梁结构实例 (119)§3.9.4 其它的分析实例的出处 (124)第4章 谱分析 (125)§4.1 谱分析的定义 (125)§4.2 什么是谱 (125)§4.2.1 响应谱分析 (125)§4.2.2 动力设计分析方法 (126)§4.2.3 功率谱密度 (126)§4.2.4 确定性分析与概率分析 (126)§4.3 谱分析使用的命令 (126)§4.4 单点响应谱(SPRS)分析步骤 (126)§4.4.1 建造模型 (127)§4.4.2 获得模态解 (127)§4.4.3 获得谱解 (127)§4.4.4 扩展模态 (129)§4.4.5 合并模态 (130)§4.4.6 观察结果 (132)§4.4.7 典型的单点响应谱分析命令流 (133)§4.5 随机振动(PSD)分析步骤 (134)§4.5.1 扩展模态 (135)§4.5.2 获得谱解 (135)§4.5.3 合并模态 (138)§4.5.4 观察结果 (139)§4.5.5 典型的PSD分析命令流 (141)§4.6 随机振动分析结果应用 (143)§4.6.1 随机振动结果与失效计算 (143)§4.6.2 随机疲劳失效 (144)§4.7 DDAM(动力设计分析方法)谱分析 (146)§4.8 多点响应谱(MPRS)分析 (146)§4.9 谱分析的实例(GUI命令流和批处理) (147)§4.9.1 单点响应谱分析的算例 (147)§4.9.2 多点响应谱分析的算例 (153)§4.9.3 随机振动和随机疲劳分析算例 (156)§4.9.4 谱分析的其他例题 (165)第1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。
ANSYSWorkbench基础教程与工程分析详解第五章显式动力学分析通过第4章动力学分析的学习,相信读者对ANSYS Workbench 中的隐式动力学已经有一定的了解了,本章主要讲解显式动力学,包括三个模块,ANSYS LS-DYNA,主要完成在Workbench下的前处理工作;ANSYS AUTODYN,其功能是提供一个全面的多解决方案;ANSYS Explicit,主要用于满足固体、流体、气体及它们之间相互作用的非线性动力学仿真。
同样,本章通过图例详解来讲解显式动力学的分析流程。
本章所要学习的内容包括:了解显式动力学分析基础熟悉显式动力学分析的操作流程掌握ANSYS Workbench显式动力学中命令选项的应用了解显式动力学分析的应用场合5.1 显式动力学分析基础显式动力学通常的应用领域主要有:汽车工业,如碰撞分析、气囊设计等;航天航空,如飞机结构冲击动力分析、碰撞和坠毁、火箭级间分离模拟分析、冲击爆炸及动态载荷和特种复合材料设计等;制造业,如冲压、锻造、铸造和切割等;建筑业,如爆破拆除、地震安全和混凝土结构等;国防工业,如穿甲弹与破甲弹设计、冲击波传播和空气,水与土壤中爆炸等;电子领域,如跌落分析、包装设计和电子封装等。
当数值仿真问题涉及瞬态、大应变、大变形、材料的破坏,材料完全失效或者伴随复杂接触的结构问题时,通过显式动力学求解可以解决这些问题。
拉格朗日法,其网格是在计算模型上,受力后网格随计算模型变化而变化。
应用拉格朗日法的单元类型有三种:实体单元、壳单元和梁单元。
拉式法主要用于计算结构响应。
不同于拉格朗日法,欧拉法的网格是固定于空间,在计算力学模型流动或变形时是经过空间固定的网格,从而在计算时通常可以避免问题的网格畸变。
欧拉法主要用于计算流该软件为功能成熟、输入要求复杂的程序,是一个单独的程序,提供方便、实用的接口技术来连接有多年应用实践的显式动力学求解器。
1996年一经推出,ANSYS LS-DYNA 就帮助众多行业的客户解决了诸多复杂的设计问题。
基于ANSYS Workbench的刚体动力学-静力学分析在机械系统中,大量构件处于运动状态。
在构件的运动过程中,在某些时刻,它处于最危险的工况。
那么,如何对于一个运动的机构中某个别构件进行强度分析呢?按照以往的方法,是先使用多体动力学软件例如ADAMS进行刚体动力学分析,得到铰链处的约束力,然后再在有限元软件例如ANSYS中对感兴趣的构件划分网格,并导入从ADAMS中得到的载荷,对之进行强度分析。
ANSYS提供了一套完善的解决方案,使得直接在WORKBENCH中就可以完成全过程。
其方法如下:1. 从工具箱中,拖拽一个刚体动力学模板到项目示意图中,然后按照正常步骤创建一个刚体动力学分析,施加力,力偶等,然后插入所需要的求解结果物体。
2. 在图形窗口中确定感兴趣的时间点。
3. 选择某个求解结果物体,然后在右键菜单中选择Export Motion Loads,并指定一个载荷文件名。
4. 在项目示意图中,拷贝一个rigid dynamics分析系统。
并把它用static structural 分析系统进行取代。
5.编辑static structural分析系统,压制不需要的构件,而只留下需要分析其强度刚度的构件。
6. 把该构件的刚度行为从rigid改变成flexible.7. 把网格求解器设置从ANSYS Rigid Dynamics改成ANSYS Mechanical8. 删除或者压制所有在Rigid Dynamics分析中所使用的载荷。
9.选择static structural分支,然后在其右键菜单汇总选择Insert> Motion Loads....,从而导入前面文件中的载荷。
10.删除原有的结果物体,添加新的应力,变形等物体。
11. 求解得到此时刻(t=0.49495s)构件的应力和变形。
12.返回workbench工作平面。
ANSYS动力学分析指南——模态分析ANSYS动力学分析是一种用于评估和优化机械结构、系统或装置的动态性能的分析方法。
其中模态分析是其中一种常见的分析类型,通过模态分析可以获取结构的固有频率、振型和模态质量等信息,从而更准确地评估结构的动态响应。
下面是一个ANSYS动力学模态分析的步骤指南:1.导入几何模型:首先,需要将几何模型导入到ANSYS中。
可以使用ANSYS自带的几何建模工具创建模型,也可以从CAD软件中导入现有模型。
在导入几何模型时,需要确保模型的几何尺寸和几何形状正确无误。
2.建立材料属性:为了进行动力学分析,在模型中必须定义材料的属性。
这包括材料的密度、弹性模量、泊松比等。
如果需要考虑材料的各向异性,还需要定义合适的各向异性参数。
3.设置边界条件:为了模拟真实工程环境下的载荷作用,需要为模型设置适当的边界条件。
这包括固支约束、加载条件和约束条件等。
在模型中的各个节点上,需要确保边界条件的正确性和合理性。
4.选择求解器类型:ANSYS提供了多种求解器类型,可以根据实际需求选择合适的求解器。
在动力学模态分析中,通常使用的是频域求解器或模型超级定法(Modal Superposition Method)求解器。
5.网格划分:在进行动力学模态分析之前,需要对模型进行网格划分。
网格划分的目的是将连续的结构离散为有限的单元,从而对模型进行数值求解。
在网格划分时,需要根据模型的复杂程度和准确性要求进行适当的划分。
6.设置求解参数:在进行动力学模态分析之前,需要设置一些求解参数。
这包括求解器的收敛准则、求解的频率范围和预期的模态数量等。
这些参数的设置可以影响到求解结果的准确性和计算效率。
7.进行模态分析:设置好求解参数后,可以进行动力学模态分析。
在分析过程中,ANSYS会通过计算结构的固有频率和振型来评估结构的动态响应。
如果需要获取更多的信息,可以通过后处理功能查看模态质量、模态阻尼和模态形状等结果。
第10章 瞬态动力学分析
瞬态动力学分析(亦称时间历程分析)是用于确定承受任意随时间变化的载荷的结构动力学响应的一种方法。
利用瞬态动力学分析可以确定结构在静载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合下随时间变化产生的位移、应变、应力及力。
★ 了解瞬态动力学分析。
10.1 瞬态动力学分析概述
瞬态动力学分析(Transient Structural Analysis)给出的是结构关于时间载荷的响应,它不同于刚体动力学分析,在Workbench中瞬态动力学的模型可以是刚体,也可以是柔性体,而对于柔性体可以考虑材料的非线性特征,由此可得出柔性体的应力和应变值。
在进行瞬态动力学分析时,需要注意:
当惯性力和阻尼可以忽略时,采用线性或非线性的静态结构分析来代替瞬态动力学分析。
当载荷为正弦形式时,响应是线性的,采用谐响应分析更为有效。
当几何模型简化为刚体且主要关心的是系统的动能时,采用刚体动力学分析更为有效。
除上述三种情况外,其余情况均可采用瞬态动力学分析,但其所需的计算资源较其他方法要大。
10.2 瞬态动力学分析流程
在ANSYS Workbench左侧工具箱中Analysis
Systems下的Transient Structural上按住鼠标左键拖动到
项目管理区的A6栏,即可创建瞬态动力学分析项目,
如图10-1所示。
当进入Mechanical后,单击选中分析树中的
Analysis Settings即可进行分析参数的设置,如图10-2
图10-1 创建瞬态动力学分析项目。
刚体运动学分析一、前处理1.创建分析项目双击主界面Toolbox中的Analysis System>Rigid Dynamics(刚体动力学)选项,在项目管理区创建分析项目A,如图所示。
2.定义材料数据1)双击项目A中的A2栏Engineering Data项,进入材料参数设置界面,在该界面下即可进行材料参数设置。
2)根据实际工程材料的特性,在Properties of Outline Row 2: Structure Steel表中可以修改材料的特性。
3)关闭A2:Engineering Data,返回到Workbench主界面,材料库添加完毕。
3.添加几何模型1)在A2栏的Geometry上单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry>Browse,此时会弹出“打开”对话框。
2)在弹出的对话框中选择文件路径,导入chap16几何体文件,此时A2栏Geometry后的?变为√,表示实体模型已经存在。
3)单击DM(DesignModeler)界面右上角的“关闭”按钮退出DM,返回到Workbench主界面。
4. 定义零件行为1)双击主界面项目管理区项目A中的A3栏Model项,进入Mechanical界面,在该界面下即可进行网格的划分、分析设置、结果查看等操作。
2)选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中Geometry选项下的所有Solid,在Details of “Solid”中确保所有的Solid对象的Stiffness Behavior(刚度特性)均为Rigid(刚性),如图所示。
5.设置连接1)查看是否生成了Contact接触,如存在,则全部删除,如图所示。
2)选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的Connections对象,然后在工具箱中选择Body-Ground>Revolute,此时树结构图中出现Revolute对象。