ANSYS15.0Workbench谐响应分析.pdf

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实验四实验四Workbench的动力学分析的动力学分析-谐响应分析谐响应分析课程名称课程名称有限元应用与工程实践有限元应用与工程实践课程编号课程编号实验地点实验地点实验时间实验时间第十二周第十二周合班号合班号校内指导教师校内指导教师评阅人签字评阅人签字成绩成绩一、实验目的一、实验目的1.熟练掌握ANSYSWorkbench软件结构动力学分析的过程；2.了解动力学分析和静力学分析的不同之处3.掌握结构动力学分析的应用场合;4.熟练掌握ANSYSWorkbench的谐响应分析方法及过程;二、实验内容二、实验内容针对底座架模型，计算铝合金（AluminumAlloy）底座架模型在受到载荷为10N，相角为30作用力下的谐响应。

三、实验步骤三、实验步骤1由于在进行谐响应分析时需要设置频率范围，所以需要对模型先进行模态分析，得到模型的固有频率。

进入Workbench工作页面，在工具箱中选择AnalysisSystems下的Modal，创建模态分析的项目A。

2.在项目A的A2栏单击鼠标右键选择模型，当Geometry后的？

变为时，即模型导入成功。

3.几何体材料赋予：

双击项目中第2栏EngineeringData，在界面的空白处单击鼠标右键，在快捷菜单中选择EngineeringDataSources命令，在EngineeringDataSources表中选择A3栏GeneralMaterials，然后单击outofGeneralMaterials表中第4栏AluminumAlloy附近的，outofGeneralMaterials中C4栏出现如图所示符号，说明材料添加成功，返回Workbench主界面。

4.添加模型材料属性：

刷新Model模块后，双击Model项，进入Mechanical界面，选择该界面左侧Outline中的Geometry选项下的solid，此时即可在DetailsofGeometry中给几何体添加材料。

5.划分网格：

选择Mechannical界面左侧页面中的Mesh选项，此时可在DetailofMesh中修改网格系数，将Sizing中的RelevanceCenter选项设置为Fine，其余均采用默认设置，设置完成后在Mesh选项上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择GenerateMesh命令，即可完成划分网格。

6.施加固定约束：

选择Mechanical界面左侧Outline中的StaticStructural选项，此时出现Environment工具栏，选择该工具栏下的SupportsFixedSupport命令，选择底座架的六个小孔面，单击DetailsofSupport中Geometry选项下的Apply按钮，即可在选中面上施加固定约束。

在Outline中的StaticStructural选项上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Solve命令，即完成了施加固定载荷。

7.选择Mechanical界面左侧的Outline中的AnalysisSetting选项，该选项中的模态数、求解方法等均采用默认设置，求解即完成底座架的模态分析，在Solution选项下即可得到底座架的频率范围。

8.返回Workbench工作页面，同样的在AnalysisSystems下选中HarmonicResponse（谐响应分析），按住鼠标，将其拖到项目A的第六栏，双击谐响应分析项目中的第五栏，进入谐响应分析界面。

9.选中分析树中的AnalysisSetting项，并在Options下设置最小频率范围和步长分别为0Hz、500Hz、10Hz，设置求解方法为ModeSuperposition。

10.单击Environment工具栏中的LoadsForce命令，为模型添加载荷；选择模型的上表面的圆形槽，单击参数设置列表中的Apply按钮，并在DefineBy参数下选择Components，然后将YComponent设置为-10N，PhaseAngle（相位角）设置为30，即完成谐响应分析参数设置。

11.选择Solution选项，此时出现Solution工具栏，选择如下表面，

（1）选择Solution工具栏中FrequencyResponse（频率响应）Stress命令。

（2）选择Solution工具栏中FrequencyResponseDeformation命令单击求解工具栏中的Solve命令，即可得到谐响应分析结果。

由图可知，在频率为250Hz时候，结构上表面的中间部分出现最大应力。

此时即可在分析树中查看不同频率下的应力分析图与变形分析图。

如频率为475Hz时圆形凹槽的应力分析图与变形分析图，四、实验总结四、实验总结1.谐响应分析是用于确定线性结构在承受一个或多个随时间按正弦规律变化的载荷时稳态响应的一种技术，分析的目的是计算出结构在几种频率下的响应并得到一些响应值对应频率的曲线，从曲线中找到峰值响应，并进一步考察频率对应的应力。

2.谐响应分析用于预测结构的持续动力学特性，从而验证其设计能否成功克服共振、疲劳及其他受迫振动引起的有害效果。

3.基本掌握谐响应分析的基本流程、载荷和约束的加载方法，以及结果后处理的方法。

4.熟悉了模态分析的基本操作。

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