《《有限元基础教程》_73及73(2) 带有张拉的绳索的振动模态分析(GUI)及命令流》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《有限元基础教程》_73及73(2) 带有张拉的绳索的振动模态分析(GUI)及命令流（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一条每单位长度质量为广1的悬索两端固定，由于受拉具有初始应变,试确定此时悬 索的应力门以及所受的拉力F，并计算带有张拉的悬索的前3阶自由振动频率f，=123 ；I I 1,2,3对该系统进行模态分析。模型中的各项参数如表7-3所示，为与文献结果进行比较，这里采 用了英制单位。表7-3带有张拉的绳索模型的参数材料参数几何参数载荷弹性模量E = 30X 106 psi绳索长度1 = 100 in初始应变*0 =0.005 432 28密度 P= 0.000 73 Ibsc2/in4绳索截面积A = 0.003 067 96 in2解答：计算模型如图7-3所示。Y图7-3带有张拉的绳索的计算模型这里
2、选取足够数量的单元以确保能够充分体现动态分析的特征。首先进行静力分析， 采用 3D 的单向杆单元(tension-only or compression-only spar elements： LINK10)。建模的要点：定义分析类型，选取单元、实常数和材料参数；依据算例定义节点和单元，设置输出选项和位移约束；米用初应变来施加张力，为了在后续的模态分析中考虑预紧的初始张力，需在静力分析与模态分析过程中，应同 时将预应力效应打开 PSTRES,ON ；求解预应力引起的应力状态；提取计算结果，进行模态分析；用命令*GET 提取结果，对于一些线型单元(杆、梁、板)，需要采用单元列表 ETABLE 来
3、提取应力。最后将计算结果与参考文献所给出的解析结果进行比较，见表7-4。表7-4 ANSYS模型与文献的解析结果的比较工况结果的物理量及单位Reference 7.3(1)的结果ANSYS结果两种结果之比静态F lb500.500.1.000Stress, psi162 974.162 974.1.000模态f1 , Hz74.70875.0941.005f2 , Hz149.42151.291.012f3 , Hz224.12229.681.025Reference 7.3(1): . Thomson W T. Vibration Theory and Applications.2nd Pr
4、inting.NJ: Prentice-Hall, Inc .1965, 264给出的基于图形界面的交互式操作(step by step)过程如下。(1) 进入ANSYS (设定工作目录和工作文件)程序 f ANSYS f ANSYS Interactive f Working directory (设置工作目录)f Initial jobname(设 置工作文件名 String) : String f Run f OK(2) 设置计算类型ANSYS Main Menu： Preferences. f Structural f OK(3) 定义单元类型ANSYS Main Menu： Prep
5、rocessor f Element Type f Add/Edit/Delete. f Add. f Link : 3D Bilinear 10 f OK (返回到 Element Types 窗口)f 选择 Type 1 LINK10 单击 Options.fR3： Tension only f OK f Close(4) 定义实常数ANSYS Main Menu: Preprocessor f Real Constants. f Add/Edit/Delete. fAdd. f 选择 Type 1 LINK10 f OK f Real Constants Set No. : 1 (第 1
6、 号实常数)，AREA: 306796E-8 (绳索截面积),ISTRN: 543248E-8 f OK f Close (关闭 Real Constants 窗口)(5) 定义材料参数ANSYS Main Menu: Preprocessor f Material Props f Material Models fStructural f Linear f Elastic f Isotropic： EX：-30e6 Note:确定一OK, Density (定义材料密度)f 输入 DENS:73e-5, f OK f关闭材料定义窗口(6) 构造悬索模型生成节点ANSYS Main Menu：
7、 Preprocessor f Modeling f Create f Nodes f In Active CS f Node number： 1, X, Y, Z Location in active CS： 0, 0, 0 Apply f Node number： 14, X, Y, Z Location in active CS： 100, 0, 0 f OKANSYS Main Menu ： Preprocessor f Modeling f Create f Nodes f Fill between Nds 点击 1, 14号节点一 OK f OK生成元素ANSYS Main Men
8、u: Preprocessor fModeling f Create f Elements f Auto Numbered f Thru Nodes f 点击 1,2 号节点,生成第一个单元ANSYS Main Menu: Preprocessor fModeling f Copy f Elements f Auto Numbered f 选择第 1 个元素 f OK f Total number of copies: 13 f OK(7) 模型加约束ANSYS Main Menu: Solution f Define Loads fApply f Structuralf Displaceme
9、nt On NodesPick All OK Lab2: All DOF(全约束)OK(8) 求解预应力引起的应力状态ANSYS Main Menu: Solution Analysis Type New Analysis StaticOKANSYS Main Menu: Solution Analysis Type Soln controls 在 Basic 标签下选中 Calculate prestress effects OKANSYS Main Menu：Solution Solve Current LS OK Yes(9) 存储应力计算数据ANSYS Main Menu： Gener
10、al Postproc Element Table Define Table Add. Lab: STRS, Results data item: By sequence number,右侧框中选择 LS,下面框中输入 LS, 1 OK CloseANSYS Utility Menu:Parameters Get Scalar Data 分别选择 Result data, Elem table data OKName of parameter to be defined: STRSS ; Element number N: OKANSYS Main Menu: TimeHist Postpro
11、Define Variables Add 选择 Reaction forces List of items: 1 OK Item,Comp Data item: Struct force FX OK closeANSYS Main Menu: TimeHist PostproStore DataANSYS Utility Menu: Parameters Get Scalar Data 分别选择 Result data, Time-hist vars OK Name of parameter to be defined: FORCE ; Variable number N: 2 Data to
12、 be retrieved: Maximum val Vmax OK(10) 模态分析计算ANSYS Main Menu: Solution Analysis Type New Analysis Modal OK Close(warning) ANSYS Main Menu: Solution Analysis Type Analysis Options MODOPT Block Lanczos, No. of modes to extract: 3 Expand mode shapes: Yes, No. of modes to expand PSTRES: Yes OK OK ANSYS
13、Main Menu: Solution Define Loads delete Structural Displacement On Nodes 选择213号节点OK 选择UX OK删除213号节点上的UX约束ANSYS Main Menu: Solution Define Loads delete Structural Displacement On Nodes 选择213号节点OK 选择UY OK删除213号节点上的UY约束ANSYS Main Menu： Solution Solve Current LS OK Yes(11) 存储模态计算数据并显示全过程计算结果ANSYS Utilit
14、y Menu: Parameters Get Scalar Data 分别选择 Result data, Modal results OK Name of parameter to be defined: FREQ1 ; Variable number N: L ,Data to be retrieved: Frequency FREQ OKANSYS Utility Menu: Parameters Get Scalar Data 分别选择 Result data, Modal results OK Name of parameter to be defined: EREQ2; Variab
15、le number N: d ,Data to be retrieved: Frequency FREQ OKANSYS Utility Menu: Parameters Get Scalar Data 分别选择 Result data, Modal results OK Name of parameter to be defined: FREQ3 ; Variable number N: J ,Data to be retrieved: Frequency FREQ OKANSYS Utility Menu： List Status Parameters All Parameters(12) 退出系统ANSYS Utility Menu： File Exit Save Everything OK带有张拉的绳索的振动模态分析(命令流)针对【ANSYS算例】7.3(1)的GUI操作，提供完整的命令流。 解答 给出的命令流如下。
