ANSYS谱分析的实例板梁结构.docx
- 文档编号:16816990
- 上传时间:2023-07-17
- 格式:DOCX
- 页数:32
- 大小:94.06KB
ANSYS谱分析的实例板梁结构.docx
《ANSYS谱分析的实例板梁结构.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《ANSYS谱分析的实例板梁结构.docx(32页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
ANSYS谱分析的实例板梁结构
谱分析的实例——板梁结构
一单点响应谱分析的算例
某板梁结构如图3所示,计算在Y方向的地震位移响应谱作用下整个结构的响应情况。
板梁结构结构的基本尺寸如图3所示,地震谱如表5所示,其它数据如下:
1.材料是A3钢,相关参数如下:
杨氏模量=2e11N/m2泊松比=0.3密度=7.8e3Kg/m3
2.板壳:
厚度=2e-3m
3.梁几何特性如下:
截面面积=1.6e-5 m2惯性矩=64/3e-12 m4宽度=4e-3m高度=4e-3m
图3板梁结构模型(mm)
谱表
响应谱
频率(Hz)
位移(´103 m)
0.5
1.0
1.0
0.5
2.4
0.9
3.8
0.8
17
1.2
18
0.75
20
0.86
32
0.2
1 GUI方式分析过程
第1步:
指定分析标题并设置分析范畴
1、取菜单途径Utility Menu>File>Change Title。
2、输入文字“Single-point response analysis of a shell-beam structure”,然后单击OK。
第2步:
定义单元类型
1、选取菜单途径Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/ Delete,弹出Element Types对话框。
2、单击Add,弹出Library of Element Types对话框。
3、在左边的滚动框中单击“Structural Shell”。
4、在右边的滚动框中单击“shell63”。
5、单击Apply。
6、在右边的滚动框中单击“beam4”。
7、单击OK。
8、单击Element Types对话框中的Close按钮。
第3步:
定义单元实常数
1、选取菜单途径Main Menu>Preprocessor>Real Constants,弹出Real Constants对话框。
2、单击Add,弹出Element Type for Real Constants对话框。
3、选择1号单元,单击OK,弹出Real Constants for Shell63对话框。
4、在TK(I)处输入2e-3。
单击OK,关闭Real Constants for Shell63对话框。
5、重复2、过程。
6、选择2号单元,单击OK,弹出Real Constants for Beam4对话框。
7、分别输入下列数据:
AREA为1.6E-5,IZZ和IYY均为21.333E-12,TKZTKY均为4E-3。
单击OK,关闭Real Constants for Beam4对话框。
8、单击Close,关闭Real Constants对话框。
第4步:
指定材料性能
1、选取菜单途径Main Menu>Preprocessor>Material Props>-Constant-Isotropic,弹出Isotropic Material Properties对话框。
2、指定材料号为1,单击OK弹出第二个对话框。
3、输入EX为2e11。
4、输入DENS为7.8e3。
5、输入NUXY为0.3。
6、单击OK。
第5步:
建立有限元模型
(过程省略。
此时,完成了几何模型的建立、单元划分网格和施加边界条件。
)
第6步:
模态求解
1、选取菜单途径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis,弹出New Analysis对话框。
2、选择Modal,然后单击OK。
3、选取菜单途径Main Menu>Solution>Analysis Options,弹出Modal Analysis对话框。
4、选中Subspace模态提取法。
5、在No. of modes to extract处输入10(模态提取数目)。
6、单击OK,弹出Subspace Modal Analysis对话框。
单击OK接受缺省值。
7、选取菜单途径Main Menu > Solution >-Solve-Current LS。
弹出Solve Current Load Step对话框,同时弹出/STAT Command窗口。
8、仔细阅读/STAT Command窗口中的信息,然后单击Close关闭/STAT Command窗口。
9、单击Solve Current Load Step对话框中的OK,开始求解计算。
10、当求解结束时,弹出“Solution is done!
”对话框,关闭之。
第7步获得谱解
1、选取菜单途径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis,弹出New Analysis对话框。
同时弹出警告对话框“Changing the analysis type is only valid within the first load step. Pressing OK will cause you to exit and re-enter SOLUTION. This will reset load step count to 1.”,单击CLOSE关闭警告对话框。
2、选择Spectrum,然后单击OK。
3、选取菜单途径Main Menu > Solution > Analysis Options,弹出Spectrum Analysis对话框。
4、选择缺省的谱分析类型Single-pt resp(单点响应谱),输入10为求解的模态数。
5、单击单元应力计算选择按钮,指定为YES。
单击OK键,关闭Spectrum Analysis对话框。
6、选取菜单途径Main Menu > Solution > -Load Step Opts-Spectrum > -Single-Point-Settings。
弹出Setting for Single-Point Response Spectrum(单点响应谱选项设置)对话框。
7、选择响应谱类型中的“Seismic displac”。
8、激励方向SEDX,SEDY,SED分别输入0,1,0。
然后,单击OK键。
9、选取菜单途径Main Menu > Solution > -Load Step Opts-Spectrum > -Single-Point-Freq Table,弹出Frequency Table(频率-谱值表中)频率输入对话框。
10、依次输入0.5、1.0、2.4、3.8、17、18、20和32给FREQ1、FREQ2、……和FREQ8,然后单击 OK。
11、选取菜单途径Main Menu > Solution > -Load Step Opts-Spectrum > -Single-Point-Spectr Values,弹出Spectrum Values-Damping Ratio(谱值-阻尼比)对话框。
12、单击OK,此时设置为缺省状态,即无阻尼。
同时,弹出SpectrumValues对话框。
13、依次输入对应上述频率的谱值SV1、SV2……SV8为:
1.0e-3、0.5 e-3、0.9 e-3、0.8 e-3、1.2 e-3、0.75 e-3、0.86 e-3和0.2 e-3。
单击OK,关闭谱值输入对话框。
14、选取菜单途径Main Menu > Solution >-Solve-Current LS。
弹出Solve Current Load Step对话框,同时弹出/STAT Command窗口。
15、仔细阅读/STAT Command窗口中的信息,然后单击Close。
16、单击Solve Current Load Step对话框中的OK,开始求解计算。
17、当求解结束时,弹出“Solution is done!
”对话框,关闭之。
第8步扩展模态
1、选取菜单途径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis,弹出New Analysis对话框。
2、选择Modal,然后单击OK。
3、选取菜单途径Main Menu>Solution>-Analysis Type-ExpansionPass,弹出Expansion pass对话框,单击Expansion pass按钮,设置成on。
单击OK,关闭Expansion pass对话框。
4、选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-ExpansionPass>-Single Expand-Expand Modes,弹出Expand Modes扩展模态对话框。
5、在number of modes to expand处输入扩展模态数为10,输入0.005给significant threshold。
6、单击calculate element results钮,设置为YES,即计算单元结果。
单击OK关闭Expand Modes对话框。
7、选取菜单途径Main Menu > Solution >-Solve-Current LS。
弹出Solve Current Load Step对话框,同时弹出/STAT Command窗口。
8、仔细阅读/STAT Command窗口中的信息,然后单击Close。
9、单击Solve Current Load Step对话框中的OK,开始求解计算。
10、当求解结束时,弹出“Solution is done!
”对话框,关闭之。
第9步模态叠加
1、选取菜单途径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis。
New Analysis对话框将出现。
同时弹出警告对话框“Changing the analysis type is only valid within the first load step. Pressing OK will cause you to exit and re-enter SOLUTION. This will reset load step count to 1。
”,单击CLOSE,关闭警告对话框。
2、选择Spectrum,然后单击OK。
3、选取菜单途径Main Menu > Solution > Analysis Options。
弹出Spectrum Analysis对话框。
4、选择缺省时的谱分析类型Single-pt resp (单点响应谱)。
单击OK键,关闭Spectrum Analysis对话框。
5、选取菜单途径Main Menu > Solution > -Load Step Opts-Spectrum > -Single-Point-Mode Combine,弹出Mode Combine Methods(模态叠加方法)对话框。
6、选择SRSS模态叠加方法。
7、输入0.15给significant threshold。
8、选择位移displacement作为输出类型(type of output)。
单击OK,关闭Mode Combine Methods对话框。
9、选取菜单途径Main Menu > Solution >-Solve-Current LS。
弹出Solve Current Load Step对话框,同时弹出/STAT Command窗口。
10、仔细阅读/STAT Command窗口中的信息,然后单击Close。
11、单击Solve Current Load Step对话框中的OK,开始求解计算。
12、当求解结束时,弹出“Solution is done!
”对话框,关闭之。
第10步POST1后处理:
输出节点、单元和反力解
1、选择菜单途径Main Menu>General Postproc>List Results>Results Summary,弹出SET命令列表窗。
2、浏览SET命令列表窗中的信息,然后单击CLOSE关闭SET命令列表窗。
3、选择菜单途径Utility Menu>File>Read Input from,弹出Read File对话框。
4、在Read File对话框的右侧,从滚动框中选择包含结果文件的路径。
5、在Read File对话框的左侧,从滚动框中选择Jobname.mcom文件。
单击OK,关闭Read File对话框。
6、选择菜单途径Main Menu>General Postproc>List Results>Nodal Solution,弹出List Nodal Solution(列表显示节点结果)对话框。
7、接受缺省设置:
左侧滚动框中为“DOF solution”,右侧滚动框中为“ALL DOFs DOF”。
单击OK,关闭List Nodal Solution对话框,弹出PRNSOL命令列表窗。
8、浏览PRNSOL命令列表窗中的信息,然后单击CLOSE关闭PRNSOL命令列表窗。
9、选择菜单途径Main Menu>General Postproc>List Results>Element Solution,弹出List Element Solution(列表显示单元结果)对话框。
10、设置:
左侧滚动框中指定为“Line Elem results”,右侧滚动框中指定为“Structure ELEM”。
单击OK,关闭List Elemen Solution对话框,弹出PRESOL命令列表窗。
11、浏览PRESOL命令列表窗中的信息,然后单击CLOSE关闭PRESOL命令列表窗。
12、选择菜单途径Main Menu>General Postproc>List Results>Reaction Solu,弹出List Reaction Solution(列表显示单元结果)对话框。
13、设置:
滚动框中指定为“ALL stru forc F”。
单击OK,关闭List Reaction Solution对话框,弹出PRRSOL命令列表窗。
14、浏览PRRSOL命令列表窗中的信息,然后单击CLOSE关闭PRESOL命令列表窗。
2批处理方式分析LOG文件
/BATCH
/TITLE,Single-Point Response Spectrum Alysis of the Shell-Beam Structure
/PREP7
ET, 1, SHELL63!
定义单元类型
ET, 2, BEAM4
R, 1, 0.002!
定义实常数
R, 2, 1.6e-5, 2.133e-11, 2.133e-11, 4e-3, 4e-3
MP, EX,1,2e11,!
定义材料特性
MP, DENS,1,7.8e3,
MP,NUXY,1,0.3,
K,1,,,,!
开始定义有限元模型
K,2,,,0.6,
K,3,,,1.2,
K,4,,,1.8,
LSTR, 1, 2!
画线并划分单元网格
LSTR, 2, 3
LSTR, 3, 4
TYPE,2
MAT,1
REAL,2
ESYS,0
LESIZE,ALL, , ,6,1,
LMESH,ALL
LGEN,2,ALL, , , ,0.5, , ,0
LGEN,2,ALL, , , 0.5, , , ,0
LSEL,R,LOC,X, 0.5
LGEN,2,ALL, , , 0.5, , , ,0
LSEL,ALL
A,2,6,14,10!
画面并划分单元网格
TYPE,1
MAT,1
REAL,1
ESYS,0
ALLSEL,BELOW,AREA
LSEL,U,LOC,X,0
LSEL,U,LOC,X, 0.5
LESIZE,ALL,,,5,1
AMESH,1
AGEN,2,1,,, 0.5
AGEN,2,ALL,,,,,0.6
ASEL,R,LOC,Z,1.2
AGEN,2,ALL,,,,,0.6
ALLSEL,ALL
NUMMRG,ALL, , ,!
合并节点等操作
NUMCMP,ALL!
压缩节点号等编号
NSEL,R,LOC,Z,0!
选择添加边界条件的节点
D,ALL, , , , , ,ALL!
添加边界条件
ALLSEL,ALL
/VIEW,,-1.2,-1,1
EPLOT
FINISH
/SOLU
ANTYPE,MODAL!
模态分析
MODOPT,SUBSP,10!
子空间模态提取法,提取10阶模态
SOLVE
FINISH
/SOLU
ANTYPE,SPECTR!
谱分析
SPOPT,SPRS,10,YES!
单点响应谱,10阶模态参与计算,计算单元应力
SVTYP,3!
位移谱
SED,,1!
谱的激励方向为总体坐标的Y轴
FREQ,0.5,1.0,2.4,3.8,17,18,20,32!
用于SV-频率表的频率
SV,1,0.2e-3,0.9 e-3,0.8 e-3,1.2 e-3,0.75 e-3,0.86 e-3,0.2 e-3
!
与频率点相联系的谱值
SOLVE
FINISH
/SOLUTION
ANTYPE,MODAL!
模态分析
EXPASS,ON!
打开模态扩展开关
MXPAND,10,,,YES,0.005!
指定扩展模态数、计算单元结果和Signif=0.005
SOLVE
FINISH
/SOLUTION
ANTYPE,SPECTR!
谱分析
SRSS,0.15,DISP!
合并模态平方和的方根
SOLVE
FINISH
/POST1!
进入后处理器
SET,LIST!
显示计算结果摘要
/INPUT,,mcom!
读入Jobname.mcom文件
PRNSOL,DOF!
显示节点位移结果
PRESOL,ELEM!
按单元格式显示单元结果
PRRSOL,F!
显示反力结果
FINISH
二多点响应谱分析的算例
下面是多点地震谱激励下换热器的抗震分析LOG文件:
FINISH
/CLEAR
/FILNAM,exchanger
/TITLE,Multi-point Spectrum Analysis of the exchanger
gra=9.81
/PREP7
ET,1,BEAM4!
定义单元类型和实常数
R,1,0.0187,3.945e-5,3.945e-5,0.25,0.25
R,2,4.396e-3,1.0825e-5,1.0825e-5,0.15,0.15
R,3,2.44e-3,5.51e-6,5.51e-6,0.146,0.146
R,4,2.2137e-3,8.81e-5,8.81e-5,0.146,0.146
R,5,6.657e-4,2.35e-7,2.35e-7,0.057,0.057
MP,EX,1,2e11!
定义材料特性
MP,DENS,1,11603
MP,EX,2,2e11
MP, DENS,2,17913
MP,EX,3,2e11
MP, DENS,3,9375
MP,EX,4,2e11
MP, DENS,4,7957
MP,EX,5,2e11
MP, DENS,5,7900
MP,EX,6,2e13
MP, DENS,5,7900
N,1,0,0,0!
定义有限元模型
N,2,0,0,-0.25
N,3,0,0,-0.5
N,4,0,0,-0.73
N,5,0,0,-0.77
N,6,0,0,-0.808
N,16,0,0,-6.408
FILL,6,16
N,13,0,0,-4.5
N,18,0,0,-6.908
FILL,16,18
N,19,0,0,-7.058
N,25,0.8,0,-7.058
N,26,0.8,0,-7
N,46,0.8,0,0
FILL,26,46
N,44,0.8,0,-0.5
N,33,0.8,0,-4.5
N,50,0.4,0,-7.058
N,22,0.4,0,-7.458
CS,11,1,50,19,22
CSYS,11
FILL,19,22
FILL,22,25
TYPE,1
REAL,1
MAT,1
E,1,2
E,2,3
E,3,4
REAL,2
MAT,2
E,4,5
E,5,6
REAL,3
MAT,3
E,6,7
EGEN,10,1,6
REAL,4
MAT,4
E,16,17
E,17,18
REAL,5
MAT,5
E,18,19
EGEN,28,1,18
CSYS,0
N,51,-0.125,,-0.5
N,54,0.8235,,-0.5
N,52,-0.073,,-4.5
N,53,0.8235,,-4.5
REAL,5
MAT,6
E,3,51
E,13,52
E,33,53
E,44,54
D,51,UX,0,,,,UY,UZ!
定义边界条件
D,52,UX,0,,53,1,UY
D,54,UX,0,,,,UY
SAVE
FINISH
/SOLU!
模态分析
ANTYPE,MODAL
MODOPT,LANB,10
MXPAND,10,,,1
SOLVE
FINISH
/SOLU
ANTYPE,SPECTR!
谱分析
SPOPT,MPRS,10,ON
!
*** 4.6m position:
first PSD ****************
PSDFRQ
PSDUNIT,1,ACEL,gra
PSDFRQ,1,,0.085,0.1973,2.8164,4.8875,6.6125,7.6461,10.8057
PSDVAL,1,0.0047,0.0322,0.7253,1.3478,1.3478,1.223,.6372
PSDFRQ,1,,11.9,16.1,17.8373,20.7,57.5
PSDVAL,1,0.7082,0.7082,0.6613,0.3968,0.3013
DMPRAT,0.04
PSDRES,DISP,REL
D,51,UX,1
D,54,UX,1
PFACT,1,BASE
D,51,UX,0
D,54,UX,0
!
*** 0.6m position:
second PSD ****************
PSDUNIT,2,ACEL,gra
PSDFRQ,2,,0.085,0.199,2.876,4.8875,6.6125,7.4648,8.526
PSDVAL,2,0.0047,0.0328,0.7078,1.0553,1.0553,0.9567,.624
PSDFRQ,2,,17.0944,31.05
PSDVAL,2,0.5053,0.2449
DMPRAT,0.04
PSDRES,DISP,REL
D,52,UX,1
D,53,UX,1
PFACT,2,BASE
PSDRES,DISP,REL
SOVE
FINISH
/SOLU
ANTYPE,SPECTR
SRSS,0.001,DISP!
模态合并
SOLVE
SAVE
FINISH
/POST1!
后处理
/INPUT,exchanger,mcom
ETABLE,SDIRI,LS,1
ETABLE,SBYTI,LS,2
ETABLE,MFORXI,SMISC,1
ETABLE,MFORYI,SMISC,2
ETABLE,MFORZI,SMISC,3
ETABLE,MOMXI,SMISC,4
ETABLE,MOMYI,SMISC,5
ETABLE,MOMZI,SMISC,6
三随机振动和随机疲劳分析算例
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- ANSYS 谱分析 实例 结构