ansys圆板的自由振动分析PPT(20页)
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Ansys 电机电磁、震动和噪声分析流程ppt课件
2. 点击，菜单 Edit > Copy 3. 点击，菜单 Edit > Paste 4. 在模型列表里面，会多出来一个物体 Stator1。 • 建一个辅助圆 1. 点击菜单 Draw > Circle ； 2. 在坐标输入区域，输入圆心的坐标点
• X:0 ； Y:0 ； Z:0 ；点击回车键确定。 3. 在坐标输入区域，输入半径
• dX:84 ； dY:0 ； dZ:0 ；点击回车键确定。 4. 在模型列表里面，会出现新部件 Circle3 。 • 建立定子齿尖部分模型 1. 按住Ctrl 键，先选择物体Stator1，再选择Circle3 2. 点击菜单， Modeler > Boolean > Intersect 3. 点击 OK 按钮 • 建立定子背板模型 1. 按住Ctrl 键，先选择物体Stator1，再选择Stator1 2. 点击菜单， Modeler > Boolean > Subtract 3. 在弹出的窗口中，选择Blank Parts:Stator1；Tool Parts: Stator1 4. 选择 Clone tool objects before subtracting: 5. 点击 OK 按钮 • 修改定子齿尖模型属性 1. 在模型列表选择物体Stator1，右键点击Properties 2. 在弹出的属性窗口中，将 Name 改成 ToothTips 3. 点击菜单 Modeler > Boolean > Separate Bodies
ANSYS 中国
2
电机电磁、震动和噪声耦合分析流程
• ell 文件成功后，在 Workbench 的工作区会出现一个Maxwell Design。 • 启动 Maxwell
• X:0 ； Y:0 ； Z:0 ；点击回车键确定。 3. 在坐标输入区域，输入半径
• dX:84 ； dY:0 ； dZ:0 ；点击回车键确定。 4. 在模型列表里面，会出现新部件 Circle3 。 • 建立定子齿尖部分模型 1. 按住Ctrl 键，先选择物体Stator1，再选择Circle3 2. 点击菜单， Modeler > Boolean > Intersect 3. 点击 OK 按钮 • 建立定子背板模型 1. 按住Ctrl 键，先选择物体Stator1，再选择Stator1 2. 点击菜单， Modeler > Boolean > Subtract 3. 在弹出的窗口中，选择Blank Parts:Stator1；Tool Parts: Stator1 4. 选择 Clone tool objects before subtracting: 5. 点击 OK 按钮 • 修改定子齿尖模型属性 1. 在模型列表选择物体Stator1，右键点击Properties 2. 在弹出的属性窗口中，将 Name 改成 ToothTips 3. 点击菜单 Modeler > Boolean > Separate Bodies
ANSYS 中国
2
电机电磁、震动和噪声耦合分析流程
• ell 文件成功后，在 Workbench 的工作区会出现一个Maxwell Design。 • 启动 Maxwell
《自由度系统振动》课件
自由度系统振动模型
1
单自由度
2
单自由度振动模型适用于弹簧质量系统
的分析。
3
数学模型
自由度系统振动的数学模型是方程表达 式，可用于预测振动行为。
多自由度
多自由度振动模型可用于大型建筑物或 桥梁振动的研究。
自由度系统振动的分析方法
解析法
对于规则系统振动，解析法可以 给出振动频率和周期的准确解析 解。
近似法
用数学程序进行近似计算可以给 出解的快速近似数值解。
数值模拟法
对于非线性自由度系统振动的分 析，需要使用计算机模拟来预测 振动行为。
自由度系统振动的应用
1
工程中的应用
自由度系统振动可以用于分析大型体系的振动特性，如飞机、桥梁和高楼大厦。
2
科学研究中的应用
在物理、化学和生物学等各个领域中都需要使用自由度系统振动来分析分子和原 子的振动行为。
3
自由度
自由度是指物体可以在空间中运动的独立自由方向的数量。
课程总结
1 自由度系统振动基本原理
自由度系统振动的产生机理。
2 自由度系统振动模型
单自由度和多自由度系统振动模型构建。
3 自由度系统振动的分析方法
4 自由度系统振动的应用
解析法、非线性振动的近似法和数值模拟法。
工程和科学研究中的应用。
如何学习自由度系统振动？
使用深度学习方法来改进自由度系统振动的预测。
节能措施的开发
使用自由度系统振动模型来优化机器和设备的能源利用。
非线性振动特性的深入研究
更深入地研究非线性振动的特性，帮助我们更好地理解自由度绍什么是自由度系统振动，不同类型的振动以及分析这些振动的 方法。此外，我们还将探讨自由度系统振动的实际应用。
ANSYS有限元分析——课程PPT课件
如位移量、应力应变量、温度量 • 得到其他重要信息
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
1.2 ANSYS10.0简介
1.2.1 ANSYS 10.0发展过程 ANSYS 公 司 成 立 于 1970 年 , 是 美 国 匹 兹 堡 大 学
John Swanson 博士创建，是目前世界CAE行业最大公 司。 1.2.2 ANSYS10.0 创新之处 1.2.3 ANSYS 10.0 使用环境
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
1.1.2 有限元常用术语
➢ 1.单元，有限元模型中每一个小的块体称为一个单元。 一个有限元程序提供的单元种类越多，该程序功能就 越强大。ANSYS提供一百余种单元类型。
➢ 2.节点，用于确定单元形状、表述单元特征及连接相 邻单元的点。有限元模型中的最小构成元素。
9. 优化设计及设计灵敏度分析 ●单一物理场优化 ●耦合场优化
10.二次开发功能 ●参数设计语言 ●用户可编程特性 ●用户自定义界面语言 ●外部命令
11. ANSYS土木工程专用包 ANSYS的土木工程专用包ANSYS/CivilFEM用来研究钢结构、钢 筋混凝土及岩土结构的特性，如房屋建筑、桥梁、大坝、硐室与 隧道、地下建筑物等的受力、变形、稳定性及地震响应等情况， 从力学计算、组合分析及规范验算与设计提出了全面的解决方案， 为建筑及岩土工程师提供了功能强大且方便易用的分析手段。
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
3. 热分析 ●稳态、瞬态温度场分析 ●热传导、热对流、热辐射分析 ●相变分析 ●材料性质、边界条件随温度变化
4. 电磁分析 ●静磁场分析－计算直流电（DC)或永磁体产生的磁场 ●交变磁场分析－ 计算由于交流电(AC)产生的磁场 ●瞬态磁场分析－计算随时间随机变化的电流或外界 引起的磁场 ●电场分析－用于计算电阻或电容系统的电场. 典型的 物理量有电流密度、电荷密度、电场及电阻热等。 ●高频电磁场分析－用于微波及RF无源组件，波导、 雷达系统、同轴连接器等分析。
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1.2 ANSYS10.0简介
1.2.1 ANSYS 10.0发展过程 ANSYS 公 司 成 立 于 1970 年 , 是 美 国 匹 兹 堡 大 学
John Swanson 博士创建，是目前世界CAE行业最大公 司。 1.2.2 ANSYS10.0 创新之处 1.2.3 ANSYS 10.0 使用环境
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1.1.2 有限元常用术语
➢ 1.单元，有限元模型中每一个小的块体称为一个单元。 一个有限元程序提供的单元种类越多，该程序功能就 越强大。ANSYS提供一百余种单元类型。
➢ 2.节点，用于确定单元形状、表述单元特征及连接相 邻单元的点。有限元模型中的最小构成元素。
9. 优化设计及设计灵敏度分析 ●单一物理场优化 ●耦合场优化
10.二次开发功能 ●参数设计语言 ●用户可编程特性 ●用户自定义界面语言 ●外部命令
11. ANSYS土木工程专用包 ANSYS的土木工程专用包ANSYS/CivilFEM用来研究钢结构、钢 筋混凝土及岩土结构的特性，如房屋建筑、桥梁、大坝、硐室与 隧道、地下建筑物等的受力、变形、稳定性及地震响应等情况， 从力学计算、组合分析及规范验算与设计提出了全面的解决方案， 为建筑及岩土工程师提供了功能强大且方便易用的分析手段。
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3. 热分析 ●稳态、瞬态温度场分析 ●热传导、热对流、热辐射分析 ●相变分析 ●材料性质、边界条件随温度变化
4. 电磁分析 ●静磁场分析－计算直流电（DC)或永磁体产生的磁场 ●交变磁场分析－ 计算由于交流电(AC)产生的磁场 ●瞬态磁场分析－计算随时间随机变化的电流或外界 引起的磁场 ●电场分析－用于计算电阻或电容系统的电场. 典型的 物理量有电流密度、电荷密度、电场及电阻热等。 ●高频电磁场分析－用于微波及RF无源组件，波导、 雷达系统、同轴连接器等分析。
基于ANSYS的压电圆片振子振动模式分析
Ｃ ＨＥ Ｓ ｅ ｇ．ＹＡＮＧ ｕ Ｎ ｈ ｎ Ｊｎ
（ ｏ ｅ ｅ ｏ ａｉｅ ｏｔｗ ｓ ｒ ｏ ｔｃ ｎｃ ｌＵ ｉ ｒ ｔ ，Ｘ ｎ ７ ０ ７ ，Ｃ ｉ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ Ｍ ｒ ，Ｎ ｒ ｅｔ ｎ Ｐ ｌ ｅｈ ｉ ｎｖ ｓ ｙ ｉ １ ０ ２ ｈｎ ｌ ｎ ｈ ｅ ｙ ａ ｅｉ ａ ａ
电 声 基 础 匡０ 闶＠响 囿０ 匡０ ⑥囿＠ ＠ ＠ ， ＠＠ ⑨凹
文 章 编 号 ：０ ２ ８ ８ （ ０ ８ １ — ０ ３ ０ １ ０ — ６ ４ ２ ０ ）２ ０ ４ — ３
基 于 Ａ ＹＳ的压 电圆片振子 振动模 式分析 论 文 ・ ＮＳ
・
陈 晟 ．杨 俊
器 和压 电厚度 计等。所有这些应用 的发展也极大地 促 进 了对压 电振 子特性 的深入研究 。 中， 其 对于纵 向极 化 压 电陶瓷 圆片振子的 自由耦合振动 已引起 很多学者 的 关注【］ ｌ。研究 思路很 多 ， － ３ 但总 的来说 ， 统的解决方 法 传
是 建 立 振 子 的 自 由振 动 方 程 用 数 学 物 理 的 方 法 解 答 。 然 而 。 些 方 法 数 据 处理 起 来 比较 繁 琐 。 且 处 理 的结 这 而 果 不 够 直 观 。 文 运用 有 限 元 理 论 ， 助 Ａ Ｓ Ｓ 件 ， 本 借 ＮＹ 软 对 压 电 圆片 振 子 的 自由振 动 进 行研 究 。
ｌ ｔｄ Ｍａ ｙ ｋ ｎ ｓ ｏ ｉ ｒ ｔ ｎ ｍｏ ｅ ｒ ｒ ｓ ｎ ｅ ｙ ｔ ｅ ｆ ｉ ｌ ｍｅ ｔ ｍｅｈ ｄ Ｔ ｅ ｆ ｎ ａ ｎ ａ ｒ ｑ ｅ ｃ ｓ ｏ ａｅ ． ｎ ｉ ｄ ｆ ｖ ｂ ａｉ ｄ ｓ ａ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｂ ｈ ｉ ｔ ｅｅ ｎ ｔ ｏ ． ｈ ｕ ｄ ｍｅ ｔｌ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｆ ｏ ｎｅ ｌｎ ｉ ｄ ｎ ｉ ｒ ｔ ｎ ａ ｄ ｒ ｄ ａ ｉ ｒ ｔ ｎ ａ ｅ ｖ ｒ ｅ ｒ ｔ ｈ ｈ ｏ ｎ ｅ ｔ ｖ ｌ ｅ ． Ｃｏ ａ ｅ ｏ ｔ ｅ ｔａ ｉ ｏ ａ ｏ ｇｔ ｉ ａ ｖｂ ａｉ ｎ ａ ｉ ｌ ｖｂ ａｉ ｒ ｅ ｙ ｎ ａ ｏ ｔ ｅ ｔ ｅ ｒ ａ ｄ ｔｓ ａｕ ｓ ｕ ｌ ｏ ｏ ｙ ｍｐ ｒ ｄ ｔ ｈ ｒ ｄ ｔ ｎ ｌ ｉ ｍｏ ａ ｎ ｌｓｓ ｍｅｈ ｄ ｆ ｖｂ ａｉ ｎ ｍｏ ｅ ｈ ｒ ｐ ｓ ｄ ｍｅ ｈ ｄ ｉ ｒ ｉ ｌ ｎ ｉ ｃ ． ｄ ｌ ａ ａｙ ｉ ｔ ｏ ｓ ｏ ｉｒ ｔ ｄ ，ｔ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｔ ｏ ｓ ｍｏ ｅ ｓｍｐ ｅ ａ ｄ ｄｒ ｔ ｏ ｅ
Ansys Workbench动力学分析PPT幻灯片
17
4.2: 模态分析
18
第一节 模态分析的含义
什么是模态分析?
模态分析是用来确定结构的振动特性（固有频率和振型 ）的一种技术。 模态分析的好处：
– 使结构设计避免共振或以特定频率进行振动（例如 扬声器）；
– 使工程师可以认识到结构对于不同类型的动力载荷 是如何响应的。
建议： 在准备进行其它动力分析之前首先要进行 19
50
对连续体的通用运 动 方程 M x C x K x F
[F]矩阵和 {x}矩阵是简谐的，频率为:
谐响应分析的运动方程: ) ( F 1 i F 2 )
51
第三节 谐分析步骤
2 0
k21m21
2 0
k12m12
2 0
0
k22m22
2 0
0 2[M ][K]0 特征方程
上述方程可求得两个根 01 、02
对于 01
可求得
A 11 A 21
,
对于 02
可求得
A 12 A 22
25
3.多自由度无阻尼线性系统
系统运动方程： M x K x 0 xRn
结构 （系统）
输出 （动力反应）
9
第三类问题：荷载识别
输入 （动力荷载）
结构 （系统）
第四类问题：控制问题
输入 （动力荷载）
结构 （系统）
控制系统 （装置、能量）
输出 （动力反应）
输出 （动力反应）
10
第三节 动力学分析类型
1.动荷载 静荷载：
动荷载：
大小、方向和作用点不随时间变化或变化很 缓慢的荷载。如：结构的自重、雪荷载等。
48
系统的全解为：
x ( t) C e n tc o s (d t ) A H ()c o s (t )
4.2: 模态分析
18
第一节 模态分析的含义
什么是模态分析?
模态分析是用来确定结构的振动特性（固有频率和振型 ）的一种技术。 模态分析的好处：
– 使结构设计避免共振或以特定频率进行振动（例如 扬声器）；
– 使工程师可以认识到结构对于不同类型的动力载荷 是如何响应的。
建议： 在准备进行其它动力分析之前首先要进行 19
50
对连续体的通用运 动 方程 M x C x K x F
[F]矩阵和 {x}矩阵是简谐的，频率为:
谐响应分析的运动方程: ) ( F 1 i F 2 )
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第三节 谐分析步骤
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k21m21
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k12m12
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k22m22
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0 2[M ][K]0 特征方程
上述方程可求得两个根 01 、02
对于 01
可求得
A 11 A 21
,
对于 02
可求得
A 12 A 22
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3.多自由度无阻尼线性系统
系统运动方程： M x K x 0 xRn
结构 （系统）
输出 （动力反应）
9
第三类问题：荷载识别
输入 （动力荷载）
结构 （系统）
第四类问题：控制问题
输入 （动力荷载）
结构 （系统）
控制系统 （装置、能量）
输出 （动力反应）
输出 （动力反应）
10
第三节 动力学分析类型
1.动荷载 静荷载：
动荷载：
大小、方向和作用点不随时间变化或变化很 缓慢的荷载。如：结构的自重、雪荷载等。
48
系统的全解为：
x ( t) C e n tc o s (d t ) A H ()c o s (t )
ansys谱分析PPT教学课件
f2，f3及f4，而且f1<f2<f3<f4。
1
2
3
4
第5页/共64页
谱分析
术语及概念（接上页）
• 如果振动台以频率f1激振并且四个系统的位移响 u 应都被记录下来，结果将如右图所示
• 现在再增加频率为f3的第二种激振并记录下位移
f
响应，系统1及3将达到峰值响应
u
• 如果施加包括几种频率的一种综合激振并且仅记
对于作用力频谱，符号FX，FY，FZ已经 表 示 方 向 •典型命令：
SVTYPE，… SED，...
第21页/共64页
响应谱分析步骤
定义响应频谱（接上页）
频谱值对频率的表格：
• 首先定义频率表格，允许达到20个点
• 然后定义相应的频谱值：
只有对于多条频谱曲线才能指定阻尼
比
典型命令：
FREQ，… SV，...
实例—响应谱分析
• 在这个实例中，将确定工作台对于频谱激励的响应 • 详情请参看动力学实例补充资料
第29页/共64页
第三节：随机振动分析
什么是随机振动分析? • 它是一种采用功率谱密度作为输入的谱分析 • 它是一种确定响应出现特定值的概率大小的分析方法 • 输入值：
• 结构的自然频率及模态 • 功率谱密度曲线（将在后面讨论） • 输出值： • 以1s位移和应力表示最可能出现的结构响应
! 或 D 或 DSYM
第37页/共64页
M5-37
随机振动
转换成谱分析类型
建模
获得模态解
转换成谱分析类型： • 退出并且重新进入求解器 • 进行新的分析：谱分析 • 分析选项：将在后面讨论 • 阻尼：将在后面讨论
典型命令：
1
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谱分析
术语及概念（接上页）
• 如果振动台以频率f1激振并且四个系统的位移响 u 应都被记录下来，结果将如右图所示
• 现在再增加频率为f3的第二种激振并记录下位移
f
响应，系统1及3将达到峰值响应
u
• 如果施加包括几种频率的一种综合激振并且仅记
对于作用力频谱，符号FX，FY，FZ已经 表 示 方 向 •典型命令：
SVTYPE，… SED，...
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响应谱分析步骤
定义响应频谱（接上页）
频谱值对频率的表格：
• 首先定义频率表格，允许达到20个点
• 然后定义相应的频谱值：
只有对于多条频谱曲线才能指定阻尼
比
典型命令：
FREQ，… SV，...
实例—响应谱分析
• 在这个实例中，将确定工作台对于频谱激励的响应 • 详情请参看动力学实例补充资料
第29页/共64页
第三节：随机振动分析
什么是随机振动分析? • 它是一种采用功率谱密度作为输入的谱分析 • 它是一种确定响应出现特定值的概率大小的分析方法 • 输入值：
• 结构的自然频率及模态 • 功率谱密度曲线（将在后面讨论） • 输出值： • 以1s位移和应力表示最可能出现的结构响应
! 或 D 或 DSYM
第37页/共64页
M5-37
随机振动
转换成谱分析类型
建模
获得模态解
转换成谱分析类型： • 退出并且重新进入求解器 • 进行新的分析：谱分析 • 分析选项：将在后面讨论 • 阻尼：将在后面讨论
典型命令：
Ansys-Workbench详解教程ppt课件
局部细化： 支撑处、载荷施加位置、应力变化较大的地方。
ppt课件.
33
网格控制
具体操作：选中结构树的Mesh项，点击鼠标右键，选择Insert，弹出 对网格进行控制的各分项，一般只需设置网格的形式（Method）和单元的 大小（Sizing）。
其余一些网格控制项的意义：
Refinement—细化网格 Mapped Face Meshing—映射网格；
定义
真实系统
ppt课件.
有限元模型
4
节点和单元
载荷
节点: 空间中的坐标位置，具有一定自由度和 存在相互物理作用。
单元: 一组节点自由度间相互作用的数值、矩阵 描述（称为刚度或系数矩阵)。单元有线、面或实 体以及二维或三维的单元等种类。
约束
有限元模型由一些简单形状的单元组成，单元之间通过 节点连接，并承受一定载荷。
与单选的方法类似，只需选择Box Select，再在图形窗口中按住 左键、画矩形框进行选取。 3、在结构树中的Geometry分支中进行选择。
屏幕下方的状态条中将显示被选择的目标的信息。
ppt课件.
22
显示/隐藏目标
1、隐藏目标
在图形窗口的模型上选择一个目标，单击鼠标右键，在弹出的选
项里选择
，该目标即被隐藏。用户还可以在结构树中选取一
操作界面的显示 工具条的显示 选择目标 显示/隐藏 旋转、平移、缩放
ppt课件.
18
创建、打开、保存文档
File菜单或者工具条的 1、创建一个新文档。选择File—New命令。 2、 打开文档。选择File—Open命令。 3、保存文档。选择File—Save或Save As命令，
一般保存为.dsdb格式的文档。
ppt课件.
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网格控制
具体操作：选中结构树的Mesh项，点击鼠标右键，选择Insert，弹出 对网格进行控制的各分项，一般只需设置网格的形式（Method）和单元的 大小（Sizing）。
其余一些网格控制项的意义：
Refinement—细化网格 Mapped Face Meshing—映射网格；
定义
真实系统
ppt课件.
有限元模型
4
节点和单元
载荷
节点: 空间中的坐标位置，具有一定自由度和 存在相互物理作用。
单元: 一组节点自由度间相互作用的数值、矩阵 描述（称为刚度或系数矩阵)。单元有线、面或实 体以及二维或三维的单元等种类。
约束
有限元模型由一些简单形状的单元组成，单元之间通过 节点连接，并承受一定载荷。
与单选的方法类似，只需选择Box Select，再在图形窗口中按住 左键、画矩形框进行选取。 3、在结构树中的Geometry分支中进行选择。
屏幕下方的状态条中将显示被选择的目标的信息。
ppt课件.
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显示/隐藏目标
1、隐藏目标
在图形窗口的模型上选择一个目标，单击鼠标右键，在弹出的选
项里选择
，该目标即被隐藏。用户还可以在结构树中选取一
操作界面的显示 工具条的显示 选择目标 显示/隐藏 旋转、平移、缩放
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创建、打开、保存文档
File菜单或者工具条的 1、创建一个新文档。选择File—New命令。 2、 打开文档。选择File—Open命令。 3、保存文档。选择File—Save或Save As命令，
一般保存为.dsdb格式的文档。
自由度系统阻尼自由振动 ppt课件
tan1 x0 n x0 d x0
ppt课件
23
小阻尼的运动曲线
如图所示的为衰减振 5
动。在 cos(dt ) 1 4
的时候，物体的运动 3
2
曲线和曲线：
1
振幅
x Aent
相切， 0 -1
在切点的x值的绝对 -2
值 Aent
称为振幅。 -3 -4
ppt课件
10
方程求解
由于方程为齐次的，因此，方程的解具有 如下形式：
x est
将解的形式带入微分方程：
s
2
c m
s
k m
e
st
0
ppt课件
11
特征方程及其解
由于est 0 ，因此，要想方程成立；
必须： s2 c s k 0 称为微分方程 的特 征方程 m m
19
临界阻尼系统的运动特点
可见：临界阻尼下的系统的运动也不是振动；
但在相同的条件下，临界阻尼的系统的自由 运动最先停止；
因此，仪表都将系统的阻尼设置为临界阻尼。
ppt课件
20
作业3
有粘性阻尼的弹簧质量系统，无阻尼振动的
固有频率为n ，从平衡位置拉开 x0 后释放，
初速度为零。
（1）求 1.25 和 1 时的系统运动情况。
所以，当时 0.3 ，通常忽略阻尼对固 有频率和周期的影响。
ppt课件
28
阻尼对振幅的影响
阻尼对振幅的影响却非常大。设 x1 和 x2分别
是相邻两次的振幅，对应的时间分别为：t1 和 t2 ，则：t2 t1T d
ansys圆板的自由振动分析PPT(20页)
November 23, 2020
后处理
1、查看模态
使用【Model】的后处理模块查 看5阶自由振动的状态。单击工程 树下的【SolutionA6】,出现下 方结果栏，右键结果->【Select All】->再次右键结果-> 【Create Mode Shape Results】，结果如图所示。
此时工程树如下图所示。
16
© 2017 ANSYS, Inc.
November 23, 2020
后处理
2、对模态结果进行评估
右键【SolutionA6】-> 【Evaluate All Results】，结果 如图。
17
© 2017 ANSYS, Inc.
November 23, 2020
一阶模态
后处理
二阶模态
18
© 2017 ANSYS, Inc.
算例来源：ANSYS 算例制作： 算例校核： 关 键 词：自由振动
1
© 2017 ANSYS, Inc.
November 23, 2020
目录
2
© 2017 ANSYS, Inc.
November 23, 2020
摘要
对于一个圆板件的自由振动问题进行仿真分析工程。通过有限元的 计算模态分析方法，每一阶段对应一个模态，每个阶次都有自己特定的 频率、阻尼、模态参数。
7
© 2017 ANSYS, Inc.
November 23, 2020
前处理
2、几何模型
在【Geometry】单元格中，点击右键选择【Import Geometry】-> 【Browse】，选择圆板.x_t文件。双击【Geometry】单元格打开几何体，如 下图所示。
ansys教程完整PPT教学课件
jobname.log
文本
结果文件
jobname.rxx
二进制
图形文件
jobname.grph 二进制
ANSYS的数据库，是指在前处理、求解及后处理过程中，ANSYS保存在内存中的数据。数据库既存储 输入的数据，也存储结果数据:
输入数据 - 必须输入的信息 (模型尺寸、材料属性、载荷等).
结果数据 - ANSYS计算的数值 (位移、应力、应变、温度等).
OOPs!
Lines
Keypoints
第20页/共78页
2.布尔操作
1. ..... 2. ..... 3. .....
Procedure
要使用布尔操作: Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Operate >
选择一种布尔操作 (例如： Add)
选择图形类型. 将弹出 选取菜 单 (见下页) 提示选择图形进行 布尔操作.
+ 加载的操作更加容易 ,尤其是在图形中直接拾取时.
第24页/共78页
加载 (续)
无论采取何种加载方式,ANSYS求解前都将载荷转化到有限元模型.因此, 加载到实体的载荷将自动转化到 其所属的节点或单元上。
沿线均布的压力
实体模型
加载到实 体的载荷 自动转化 到其所属 的节点或 单元上
均布压力转化到以线为边界的 各单元上
第21页/共78页
四、加载、求解
Objective
4-1. 列表和分类载荷
ANSYS中的载荷可分为:
• 自由度DOF - 定义节点的自由度（ DOF ） 值 (结构分析_位移、热 分析_ 温度、电磁分析_磁势等)
• 集中载荷 - 点载荷 (结构分析_力、热分析_ 热导率、电磁分析_
ansys计算板的自振频率的原理和计算过程
ansys计算板的自振频率的原理和计算过程一、原理板的自振频率是板在特定外力激励下的固有振动频率，是板结构动力学的一个重要参数。
在Ansys中，可以通过有限元法来计算板的自振频率。
有限元法是一种数值分析方法，它通过将连续体离散化为有限个离散单元，并利用这些单元的近似解来求解偏微分方程。
二、计算过程1. 模型建立：首先，在Ansys中建立板的结构模型，可以使用多种单元类型（如SOLID95、SHELL90等）来模拟板的结构。
需要确保模型精确地反映了实际的板结构，包括板厚度、材料属性、边界条件等。
2. 网格划分：将模型离散化为有限个单元，通常使用四面体或六面体网格。
网格的质量直接影响计算的准确性，需要仔细划分并检查网格质量。
3. 施加载荷：施加外部激励，如简谐力、冲击力等。
根据实际情况，可以选择不同的加载方式，如集中力、分布力等。
4. 求解动力学方程：使用Ansys的求解器求解动力学方程，得到板的振动响应。
动力学方程描述了板在外部激励下的振动行为，包括振幅、相位、频率等。
5. 获取自振频率：通过分析振动响应的频率成分，可以找到板的自振频率。
通常，可以通过绘制振幅谱或相位谱来识别自振频率。
6. 结果分析：分析计算得到的自振频率，并与理论预测值进行比较。
如果结果符合预期，则可以进行后续的分析工作；如果不符合预期，可能需要重新考虑模型的准确性或重新划分网格。
三、注意事项1. 模型建立时要充分考虑实际情况，避免过于简化或过于复杂。
2. 网格质量对计算结果影响较大，需要仔细检查和优化。
3. 在施加载荷时要考虑实际的外界激励，如环境噪声、地震等。
4. 在分析自振频率时，要确保计算结果的准确性，必要时可采用多种方法进行验证。
总之，通过以上步骤，可以在Ansys中准确计算出板的自振频率，为结构动力学分析和优化提供有力支持。
adams振动分析模块教程中文版.pptx
分析不同结构中的振动行为
人造卫星
系统特征值转移根据 1、太阳能板部署角 2、固定条件 3、接触条件 4、实际刚度
这个转移影响卫星姿态控制，点振 动能量级和结构载荷情况
分析不同结构中的振动行为
轨道车辆
系统特征值转移根据 1、等价锥度 2、悬架刚度 3、阻尼特性
这个转移影响轨道车辆的稳定性和 舒适性
包含液压和控制影响的系统行为
液压
将振动应用于液压控制阀，在频域内考察其对缸压和活塞运 动的影响。
包含附件特性的系统模型分析
汽车
发动机支撑 由缸内燃油燃烧压ห้องสมุดไป่ตู้引起的振动 位移，依赖于：
1、发动机支撑特性 2、发动机支撑位置 频域分析帮助设计者改进方案
ADAMS/Vibration11.0的性能
频域激振力输入 频域响应方程计算 结构振型参与系数表 力振动激励 力振动绘制 生成线性子系统
工业需求
好的振动特性吸引消费者购买，增加消费者的舒适性
需要好的方法评价设计
最适NVH设计经常与其他设计属性相冲突。比如：耐久性，车辆的 动力表现
需要方法平衡互相制约的设计需求
大量努力用在理解和量化乘客的NVH需求，为此设计了特殊的测试
现有方法费用太高
工业需求
NVH同时包含客观和主观发展
部分过程可以用分析工具量化
ADAMS/Vibration如何工作？ 简化/一致方法
ADAMS/Vibration预览
第一步
创建输入通道、输出通道和执行器
ADAMS/Vibration预览
第二步
运行分析
定义工况、频率范围和步长
ADAMS/Vibration预览
第三步
后处理 1、系统模态 2、频响函数 3、功率谱密度 4、结构模态参 与系数表
在Ansys中结构振动模态振型出图
在Ansys 中结构振动模态振型出图
——————在摸索中前进
一般情况下，在ansys 模态分析中，对计算结果进行分析时，需要导出结构振动的模态云图，见Figure 1所示。
Figure 1 Wing 445.6 first torsion mode
观察上面的云图，发现模型的整体颜色偏暗，不太美观。
通过下面的操作(选用contours WIN32C)可以使云图颜色变得更加鲜明，见所示。
Figure 2 Revised mode contours for wing 445.6
如此，振型的云图就漂亮多了。
但是，我们读博士的都清楚，很多外文文献中，很少出
高，我想有很多人也想采用这种方法。
其实，在ansys 中也是可以导出这样的结构振型图的。
具体操作分两个步骤：
MN MX
X
Z
1，将云图色彩全部设置为白色，见下图
2，显示单元边界(选择Edge only/All)，见下图。
MN
MX X
Z。
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后处理
2、对模态结果进行评估
右键【SolutionA6】-> 【Evaluate All Results】，结果 如图。
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一阶模态
后处理
二阶模态
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前处理
5、边界条件
在左侧树形窗口中选择【Model(A4)】->【Modal(A5)】单击右键选择 【Insert】->【Fixed Support】,用面选择器选择侧面如下图，点击【Apply】。
此时工程树如下图所示。
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后处理
1、查看模态
使用【Model】的后处理模块查 看5阶自由振动的状态。单击工程 树下的【SolutionA6】,出现下 方结果栏，右键结果->【Select All】->再次右键结果-> 【Create Mode Shape Results】，结果如图所示。
此时工程树如下图所示。
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轴测图
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前处理
1、建立分析系统
在workbench单元格中，建立模态分析系统，双击或拖动【Model】即可 建立模态分析系统，如下图。双击步骤2处可重命名。
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问题描述
一个圆形板的自由振动。设定圆形板直径是16mm， 厚度为1mm,对侧面施 加固定约束。进行5阶模态分析求解，查看其自由振动状态。
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轴测图
问题分析
导入圆形板模型，对侧面施加固定约束，进行5阶模态分析求解，查看其自由 振动状态。
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前处理
2、几何模型
在【Geometry】单元格中，点击右键选择【Import Geometry】-> 【Browse】，选择圆板.x_t文件。双击【Geometry】单元格打开几何体，如 下图所示。
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四阶模态
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三阶模态 五阶模态
总结
模态分析是研究结构动力特性一种方法，一般应用在工程振动领域。其中， 模态是指机械结构的固有振动特性，每一个模态都有特定的固有频率、阻尼比和 模态振型。分析这些模态参数的过程称为模态分析。按计算方法，模态分析可分 为计算模态分析和试验模态分析，了解结构发生共振的频率段，这样就可以知道 在什么样的外载荷下会有危险，从而避开这些载荷。
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求解设置
1、求解
选择【Model(A4)】-> 【Modal(A5)】单击右键选择 【Solve(F5) 】进行计算。
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N
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谢谢
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前处理
3、材料属性
双击【Engineering Data】单元格，默认材料是钢材。这里直接使用默认钢 材的属性即可。
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前处理
4、划分网格
网格划分采用默认方式，网格划分结果如下图。
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算例来源：ANSYS 算例制作： 算例校核： 关 键 词：自由振动
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摘要
对于一个圆板件的自由振动问题进行仿真分析工程。通过有限元的 计算模态分析方法，每一阶段对应一个模态，每个阶次都有自己特定的 频率、阻尼、模态参数。
前处理
6、设置五阶模态分析
在左侧树形窗口中选择【Model(A4)】->【Modal(A5)】->【Analysis Settings】->下方参数设置中【Max Modes to Find】填5.
此时工程树如下图所示。
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