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ansys旋转对称结构模态分析实例



一、基本步骤

1、创建循环结构的一个基本扇区模型

基本扇区必须在周向有相匹配的低(1ow)角度侧面和高(high)角度侧面,匹配是指在两侧面上有相应的节点,且对应节点相隔的几何角度为扇区角。侧面可以是任何形状,不必是柱坐标空间中的“平面”。

2、将最低度角侧面上的节点定义为组件

选择在最低度角侧面上的节点并将它们定义为一个组件,对另一侧面上的节点也可定义为—个组件,也可以不定义。组件命令为CM,LOW,NODE。如果不定义组件HIGH则两个侧面上的节点必须对应,否则必须定义组件HIGH。
3、选择所有图素,并设置柱坐标系

4、运行宏CYCGEN

宏CYCGEN创建第二个扇区,并且累加在基本扇区上。这两个扇区的节点编号是不同的,但存在一个恒定的偏移量(在宏中自定确定)。它们都将用于模态分析。 如执行不带参数的宏cYcGEN,则需要继续下面的第5步;
如执行CYCGEN,’load’,则会把基本扇区中的锅台及约束方程复制到新生成的扇区中去,此时跳过第5步,从第6步继续。
5、继续在PREP7中定义所露要的边界条件
边界条件必须在两个扇区上都定义。如果没有颈应力,就不必施加对称边界条件
6、进入求解器,指定分析类型为模态分析并设置分析选项。
只能采用于空间法或分块Lanczos法进行循环对称结构的模态分析模态数。分别采用命令ANTYPE和MODOPT完成定义。
7、运行宏CYCSOL并定义节径范围和扇区
命令:CYCSOL,NDMIN,NDMAX,NSECTOR,LOW,[HIGH],TOL,KMOVE,KPAIRS,SYSNUM

在循环对称结构模态分析中,需要理解“节径”概念。“节径”源于简单的几何体,如圆盘在某阶模态下振动时的表现,在其大多数振型中将包含横穿整个圆盘表面的板外位移为零的线,通常称为节径。但ANsYs中的节径是广义的,未必与横穿结构的零位移线条数相符。节径数是以等于扇区角的周向角间隔开的点处的单一自由度值变化的整数。若节好数等于ND,此变化可用函数cos(ND×THETA)表示。例如,节径=0且扇区角=60度的扇区将产生沿周向有o、6、12、……、6N个波形的模态。


二、操作命令流

1、等厚度圆环孔板的模态分析---一般结构

finish

/clear

/prep7

R0=0.5
R1=1.5
R2=3.5
R3=2.5
H=0.2
NH=8
ET,1,SOLID45
MP,EX,1,2.1E11
mp,prxy,1,0.3
mp,dens,1,7800
R,1
*AFUN,DEG !定义三角函数的角度为度
CYL4,,,R1,0,R2,45 !创建扇区(面)
CYL4,R3*COS(22.5),R3*SIN(22.5),R0 !创建圆孔
ASBA,1,2 !面布尔运算
NUMCMP,ALL !编号压缩
VOFFST,1,H !通过面的偏移创建体
ESIZE,0.15 !指定单元尺寸
VSWEEP,ALL !划分网格 Fills an existing unmeshed volume with elements by sweeping th

e mesh

!from an adjacent area through the volume.

CSYS,1 !激活柱坐标

vgen,8,all,,,,45 !复制8个生成整体模型

NUMMRG,ALL !粘结所有图素

/SOLU

ASEL,S,LOC,X,R1 !选择内环面

DA,ALL,ALL !施加所有约束

ASEL,ALL

ANTYPE,2

MODOPT,LANB,10

MXPAND,10

SOLVE

FINISH

/POST1

SET,LIST

!计算结果的前两阶频率分别为 35.048MHZ和35.889MHZ


2、等厚度圆环孔板的模态分析---循环对称结构

finish

/clear

/prep7

R0=0.5
R1=1.5
R2=3.5
R3=2.5
H=0.2
NH=8
ET,1,SOLID45
MP,EX,1,2.1E11
mp,prxy,1,0.3
mp,dens,1,7800
R,1
*AFUN,DEG !定义三角函数的角度为度
CYL4,,,R1,0,R2,45 !创建扇区(面)
CYL4,R3*COS(22.5),R3*SIN(22.5),R0 !创建圆孔
ASBA,1,2 !面布尔运算
NUMCMP,ALL !编号压缩
VOFFST,1,H !通过面的偏移创建体
ESIZE,0.15 !指定单元尺寸
VSWEEP,ALL !划分网格 Fills an existing unmeshed volume with elements by sweeping the mesh

!from an adjacent area through the volume.

CSYS,1 !激活柱坐标

NSEL,S,LOC,Y,0
CM,LOW,NODE !定义最低角度侧面的节点组件

NSEL,S,LOC,Y,45

CM,HIGH,NODE !定义最高角度侧面的节点组件

ALLSEL,ALL

CYCGEN !执行宏命令CYCGEN

NSEL,S,LOC,X,R1 !选择内环面

D,ALL,ALL !施加所有约束

ALLSEL,ALL

/SOLU

ANTYPE,2

MODOPT,LANB,10

MXPAND,10

CYCSOL,0,4,8,'LOW' !执行宏命令CYCSOL求解

/POST1

SET,LIST


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