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ANSYS动力分析谱分析实例

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ANSYS动力分析谱分析实例

谱分析是一种常用的动力学分析方法，可以将时间域上的信号转化为频率域上的信号。在ANSYS中，可以使用各种功能和工具进行谱分析。接下来，我将为您介绍一个使用ANSYS进行动力学谱分析的实例。

假设我们有一个简单的悬臂梁结构，在悬臂梁的一端施加一个脉冲载荷，并且希望分析结构在这个载荷作用下的振动响应。

首先，在ANSYS中创建一个新的工作文件，并选择适当的分析类型。对于动力学分析，我们可以选择"Transient Dynamic" (瞬态动力学)分析。

接下来，为悬臂梁结构设置适当的材料属性、几何尺寸和约束条件。在本例中，我们选择一个简单的材料模型，例如线弹性材料。我们还需要定义悬臂梁的几何尺寸和任何约束条件，例如固支或自由端。

然后，我们需要定义载荷。在本例中，我们施加一个脉冲载荷，来模拟突然施加在结构上的外力。脉冲载荷可以是一个正弦波、高斯函数或斯特朗函数。在ANSYS中，我们可以使用一个时间函数来定义这个载荷。

现在，我们可以开始进行分析。在动力学分析中，我们通常需要定义一个时间步长和总计算时间。时间步长决定了计算的精确性和计算时间，通常需要根据结构的特性进行调整。

计算完成后，我们可以通过结果查看器或报告生成器来查看和分析结果。对于动力学分析，我们通常关注的是结构的位移、速度和加速度等振动响应。这些结果可以以时间序列图或频谱图的形式呈现。

对于谱分析，我们可以使用ANSYS中的频谱分析工具来进一步分析结果。通过应用傅里叶变换，可以将时间域上的信号转换为频率域上的信号。在ANSYS中，我们可以选择不同的频谱方法，如快速傅里叶变换、峰值谱分析和传递函数法。

通过进行谱分析，我们可以获得结构在不同频率下的振动响应信息。这些信息可以帮助我们了解结构的固有频率、共振情况和模态形态，从而指导结构的设计和优化。

在这个实例中，我们演示了如何使用ANSYS进行动力学谱分析。通过使用ANSYS的各种功能和工具，工程师可以预测和评估结构的振动响应，并进行结构的动态性能分析和优化。这些分析结果对于确保结构的安全性和可靠性非常重要。

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ANSYSWorkbench梁壳结构谱分析（二）模态分析

ANSYSWorkbench梁壳结构谱分析（二）模态分析

ANSYSWorkbench梁壳结构谱分析（二）模态分析

ANSYS Workbench梁壳结构谱分析（二）模态分析

1 概述

模态分析是动力学分析基础，如响应谱分析、随机振动分析、谐响应分析等都需要在模态分析基础上进行。模态分析简而言之就是分析模型的固有特性，包括频率、振型等。

模态分析求解出来的频率为结构的固有频率，与外界的激励没有任何关系，不管有无外界激励，结构的固有频率都是客观存在的，它只与刚度和质量有关，质量增大，固有频率降低，刚度增大，固有频率增大。一般情况，当外界的激励频率等于固有频率时，结构抵抗变形能力小，变形很大（产生共振原因）；当外界激励频率大于固有频率时，动刚度（动载荷力与位移之比）大，不容易变形；当外界激励频率小于固有频率时，动刚度主要表现为结构刚度；当外界激励频率为零时，动刚度等于静刚度。

2 模态分析

该模型框架采用Beam188单元模拟，外表面采用Shell181单元模拟。该结构的总重量为800kg，分析时将其他附件的质量均布在框架上。边界条件为约束机柜与地面基础连接螺栓处的6个自由度（Remote Displacement）。具体建模过程详见《ANSYS

Workbench梁壳结构谱分析（一）梁壳建模》或点击下方阅读原文获取。模态分析详细过程如下：

（1）划分网格：单击【Mesh】，右键【Insert】=Sizing，设置【Scope】→【Geometry】=选取所有部件，【Definition】→【Type】→【Element Size】=20。单击【Mesh】，右键【Generate Mesh】生成网格。

（2）边界条件：单击【Modal (B5)】，右键【Insert】→【Remote Displacement】，设置【Scope】→【Geometry】=分别选择框架4个立柱，并分别按照如下操作：【Definition】→【Define By】=Components，【X Component】=0mm，【Y Component】=0mm，【Z Component】=0mm，【X Remotion】=0°，【Y Remotion】=0°，【Z Remotion】=0°，其余默认。等同于【Fixed Support】，此处用【Remote Displacement】是因为反应谱分析提取支反力只能采用【Remote Displacement】。

ANSYS Workbench 17·0有限元分析：第8章-响应谱分析

ANSYS Workbench 17·0有限元分析：第8章-响应谱分析

第8章 响应谱分析 导言 响应谱分析（Response Spectrum Analysis）是分析计算结构受到瞬间载荷作用时产生的最大响应。响应谱分析广泛应用于建筑的地震响应、机载电子设备的冲击载荷响应等。通过本章的学习，读者可掌握ANSYS Workbench响应谱分析的方法及应用。

学习目标

★ 了解谱分析。 ★ 掌握响应谱分析过程。 ★ 通过案例掌握响应谱问题的分析方法。 ★ 掌握响应谱分析的结果检查方法。

8.1 谱分析概述

谱分析是一种将模态分析的结构与一个已知的谱联系起来计算模型的位移和应力的分析技术。它主要应用于时间历程分析，以便确定结构对随机载荷或随时间变化载荷（如地震、风载、海洋波浪、喷气发动机推力、火箭发动机振动等）的动力响应情况，因此在进行谱分析之前必须要进行模态分析。 所谓谱，就是指谱值与频率的关系图，它表达了时间历程载荷的强度和频率。谱分析有三种形式：响应谱分析方法、动力设计分析方法、功率谱密度方法。响应谱分析方法又包括单点谱分析与多点谱分析两种类型。 在谱分析中只有线性行为才是有效的，任何非线性单元均作为线性处理。如果含有接触单元，则其刚度始终是初始刚度。 进行谱分析时必须定义材料的弹性模量和密度，材料的任何非线性将被忽略，允许材料特性是线性、各向同性或各向异性、随温度变化或不随温度变化。

8.2 响应谱分析流程

在ANSYS Workbench左侧工具箱中Analysis Systems下的Response Spectrum上按住鼠标左键拖动到项目管理区Modal的A6栏，即可创建响应谱分析项目，如图8-1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8-2所示，在响应谱分析中不支持非线性特性。 第8章 响应谱分析

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图8-1 创建响应谱分析项目

图8-2 响应谱分析参数设置

在Mechanical模块下，响应谱分析的步骤包括：

ANSYS动力学分析指南

ANSYS动力学分析指南

ANSYS

动力学分析指南

ANSYS动力学分析指南 目 录

- I - 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

ansys实例命令流-谱分析命令流

ansys实例命令流-谱分析命令流

/FILNAME, Beam,1 ！定义工作文件名。

/TITLE, Beam Analysis ！定义工作标题。

/PREP7

!定义单元。

ET,1,BEAM188

!定义材料属性。

MPTEMP,,,,,,,,

MPTEMP,1,0

MPDATA,EX,1,,2.1e5

MPDATA,PRXY,1,,0.3

MPTEMP,,,,,,,,

MPTEMP,1,0

MPDATA,DENS,1,,7.9e-6

! 定义杆件截面■200。

SECTYPE, 1, BEAM, RECT, , 0

SECOFFSET, CENT

SECDATA,10,10,0,0,0,0,0,0,0,0

!建立几何模型。

K,1, ,, ,

K,2,350,, ,

!生成立柱。

LSTR, 1, 2

!以上完成几何模型。

!以下进行网格划分。

FLST,5,1,4,ORDE,1

FITEM,5,1

CM,_Y,LINE

LSEL, , , ,P51X

CM,_Y1,LINE

CMSEL,,_Y

LESIZE,_Y1, , ,50, , , , ,1 !定义单元大小。

!分配、划分平板结构。

LMESH, 1

!分析类型施加载荷并求解。

FINISH

/SOLUTION

ANTYPE,2 ！定义分析类型及求解设置。

MSAVE,0 ！模态提取方法。 MODOPT,LANB,10

EQSLV,SPAR

MXPAND,10, , ,0 ！模态扩展设置。

LUMPM,0

PSTRES,0

MODOPT,LANB,10,0,0, ,OFF

MXPAND,10,0,0,1,0.001,

!施加约束。

FLST,2,2,3,ORDE,2

FITEM,2,1

FITEM,2,-2

/GO

DK,P51X, , , ,0,ALL, , , , , ,

!求解。

FINISH

/SOL

/STATUS,SOLU

SOLVE

!定义谱分析。