随机振动分析实例.docx

随机振动分析实例

ANSYS动力分析（18）-随机振动分析-实例

（1）

2010-09-2607:

41:

23|分类：

ANSYS动力分析|标签：

随机振动实例模型飞机机翼psd|举报|字号订阅

PSD实例：

模型飞机机翼的随机振动

说明：

确定由于施加在机翼根部的Y向加速度PSD，在模型飞机机翼中造成的位移和应力。

假设机翼在Z=0处固支。

操作指南

1.清除数据库并读入文件wing.inp以创建几何模型和网格。

2.定义材料属性：

弹性模量=38000psi泊松比=0.3

密度=1.033E-3/12lbf-sec2/in4=8.6083E-5

3.施加边界条件。

提示：

选择在areas上施加位移约束，拾取Z=0处所有的Areas，约束所有自由度。

4.定义新分析为Model，使用BlockLanczos方法，抽取和扩展前15个自然模态。

然后求解CurrentLS。

5.查看模态形状，如图为前4阶振型。

6.使用所显示的PSD谱，执行PSDSpectrum分析。

首先定义分析类型为Spectrum

分析类型为PSD，使用全部模态，计算单元应力：

注意激活“Calculateelemstresses”选项。

7.在基础上施加指定的PSD谱（注意：

确保PSD的单位是G2/Hz）。

施加Y向激励（方法是：

在基础节点上施加单位Y向位移）。

设置常阻尼比0.02：

设置有关参数–重力加速度值

注意：

响应谱类型选择Accel（g**2/Hz），否则后面的PSD谱应该输入实际加速度值：

定义PSD谱表格：

绘制PSD谱表格曲线以检查输入值：

激活和设置模态组合参数：

选择所有模态。

设置计算内容：

计算各模态的参与因子:

在输出窗口中可以看到参与因子的计算结果：

求解：

10.在一般后处理中，查看相对位移和应力（载荷步3）。

首先查看ResultsSummary：

载荷步3为set17

查看载荷步3的相对位移和应力：

在ReadResults中读取载荷步3的结果：

使用BysetNumber，输入DataSetNumber为17。

查看载荷步3的相对位移：

查看载荷步3的SZ应力：

查看载荷步4的相对位移–实际上是速度：

查看载荷步5的相对位移–实际是加速度：

小结：

在POST1中，查看载荷步3的相对位移和应力。

–-可以直接使用应力云图，比如SZ，与屈服应力比较吗？

–-对载荷步1怎么样?

–-由1sigma分量应力导出的等效/主应力（equivalent/principalstressesderivedfrom1sigmacomponentstresses）有效吗?

–-载荷步4为速度结果

–-载荷步5为加速度结果

11.在TimeHistoryPostprocessor中，对翼尖处的一个节点创建Uy的PSD响应。

绘制对数-对数曲线图。

–进入时间历程后处理时，首先出现如下对话框，在其中选择：

Createresponsepower…

然后执行命令‘StoreData’并接受默认值。

这是计算ResponsePSD所必须的。

在定义变量对话框中，点击add添加变量。

选择翼尖处的一个节点创建Uy变量。

在列表中选择Uy：

变量定义结束：

计算变量2的PSD功率谱，存为变量3：

显示变量3的曲线：

将图形改为对数–对数形式，操作如下：

设置有关参数：

x,y轴的标记、x,y轴的类型（线性或对数）

按更改后的参数重新绘制变量图形：

显示变量2：

附录：

输入文件wing.inp的内容

!

ModalanalysisexerciseforDynamicsSeminar

!

Modelairplanewing

!

finish

/clear

/udoc,1,date,off

complete=0!

如果将此句改为complete=1，将会执行完整的分析，否则只是生成模型

/filnam,wing

/title,Modalanalysisofamodelairplanewing

!

Elementtypesandmaterials

/prep7

et,1,82

et,2,95

*if,complete,eq,1,then

mp,ex,1,38000

mp,dens,1,1.033e-3/12

mp,prxy,1,0.3

*endif

!

Createandmeshthearea

k,1

k,2,2

k,3,2.3,0.2

k,4,1.9,0.45

k,5,1,0.25

l,1,2

l,1,5

bspline,2,3,4,5,,,-1,0,0,-1,-0.25,0

al,all

esize,0.13

amesh,all

!

Extrudevolumemeshfromthearea

type,2

extopt,esize,10

extopt,aclear,1

vext,all,,,0,0,10

/view,,1,1,1

eplot

save

!

Analysistypeandoptions

*if,complete,eq,1,then

/solu

antype,modal

modopt,lanb,15

mxpand,15,,,yes

!

Constraints

asel,,loc,z,0

da,all,all

asel,all

!

*

solve

finish

/solution

/title,RandomVibrationsanalysis（PSD）ofanairplanewing

antype,spectrum

spopt,psd,15,yes

psdunit,1,accg,386.4

psdfrq

psdfrq,1,,20,100,400,600

psdval,1,0.075,0.1,0.1,0.025

asel,s,loc,z,0

da,all,uy,1!

applyexcitationinUYdirection

asel,all

outre,nsol,all

!

computeparticipationfactors

pfact,1,base

psdout,disp,rel

psdout,velo,abs

psdout,acel,abs

psdcom

solve

finish

/post1

set,3,1

ntip=node（0,0,10）

uytip=uy（ntip）

plns,u,y

finish

*vwrite

（/,5x,'UYdisplacementatnodelocatedat（0,0,10）'）

*vwrite

（/,5x,'Expectedresults','ANSYSresults'）

*vwrite,0.0499349,uytip

（7x,f12.7,10x,f12.7）

*endif!

ifcomplete=1

!

/exit,nosa