ANSYS對塔科馬窄橋的模態(tài)疊加動力分析

2016-10-25  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)


ANSYS 動力分析- 模態(tài)疊加方法實(shí)例  

 目標(biāo) - 得到使用模態(tài)疊加法執(zhí)行典型動力分析的主要步驟。

 塔科馬窄橋 (Tacoma Narrows bridge),又稱  Galloping Gertie,由于它在 1940 年的突然垮塌而聞名于世。本例中,我們將考察該橋的一個(gè)模型并計(jì)算它的自然頻率和模態(tài)形狀。然后將通過模態(tài)疊加法諧波分析來模擬導(dǎo)致該橋垮塌的風(fēng)暴載荷和渦流。與介紹性例題不同,本例題將詳細(xì)介紹各個(gè)操作步驟。     

操作指南:首先進(jìn)行模態(tài)分析: 1.  從常用的工作目錄進(jìn)入 ANSYS    

 2.  讀入文件 gallop.inp 創(chuàng)建橋梁模型。   Utility Menu > File > Read Input from…  選擇 gallop.inp–  將對該橋創(chuàng)建模型和執(zhí)行一個(gè)有預(yù)應(yīng)力的靜力分析:               


約束和壓力載荷如圖:              




  3. 3.  下一步是執(zhí)行一個(gè)模態(tài)分析。 進(jìn)入 Solution,修改分析類型為 Modal: Solution > New Analysis…  選擇 Modal。              



    4. 設(shè)置如下分析選項(xiàng):      Solution > Analysis Options...接受默認(rèn)值 (Block Lanczos)。抽取 10 個(gè)模態(tài)。擴(kuò)展 10 個(gè)模態(tài)。計(jì)算單元結(jié)果。包含預(yù)應(yīng)力選項(xiàng),然后 OK。              



    5.  在下一個(gè)對話框中 – 設(shè)置頻率范圍和模態(tài)規(guī)范化方法,接受默認(rèn)值。

  6. 求解:       Solution > Solve > Current LS              



   7.  繪制前幾個(gè)模態(tài)形狀:        General Postproc > First Set        General Postproc > Plot Results > Nodal Solution ...              



   以下進(jìn)行諧波分析:8.    再次進(jìn)入 Solution,選擇 harmonic analysis:        Solution > New Analysis…              



     9. 設(shè)置如下分析選項(xiàng):          Solution > Analysis Options...    - 選擇 Mode superposition solution method    - 對所有其它選項(xiàng)使用默認(rèn)值:              對后續(xù)對話框所有選項(xiàng)使用默認(rèn)值:              



     10. 設(shè)置頻率和子步選項(xiàng):              Solution > Time/Frequenc > Freq and Substeps...        設(shè)置:Harmonic frequency range = 0 to 0.4    Number of substeps = 40              Stepped boundary conditions               



 11.     設(shè)置 constant damping ratio = 0.01:             Solution > Time/Frequenc > Damping…               



     12. 對于模態(tài)疊加,施加一個(gè)載荷矢量 (load vector),放大因子 100:              Solution > Apply > Load Vector > For Mode Super…
         (關(guān)閉警告信息窗口)                



    13. 求解:       Solution > Solve > Current LS              



     14.  創(chuàng)建一個(gè)代表中心節(jié)點(diǎn)的標(biāo)量參數(shù):           ncen = node(0,0,0)。    (得到 ncen = 1)              



      15. 進(jìn)入 POST26 (TimeHist Postproc),變量閱讀器將自動啟動:               


         點(diǎn)擊 File > Open Results,選擇 “gallop.rfrq” 作為結(jié)果文件,然后點(diǎn)擊[Open];               



       在隨后的數(shù)據(jù)庫選擇對話框中,選擇 “gallop.db” 作為 ANSYS 數(shù)據(jù)庫,然后點(diǎn)擊[Open]。                



     16.  點(diǎn)擊變量閱讀器左上角的 + 號,定義一個(gè)變量,包含中心節(jié)點(diǎn)的位移 UZ:                



     b.  按 OK 后,在拾取對話框中輸入節(jié)點(diǎn)號 1 并按 OK:                 



 b.在變量閱讀器中顯示新變量 2,名為 UZ_2。然后點(diǎn)擊 File -> Close 退出變量閱讀器:                 



     17. 繪制變量 2 的圖形:  TimeHist Postpro > Graph Variables…  在頂部域中輸入 2:                 


     繪制變量 2 的圖形:                  



     19. 讀入文件 … gallop_more.inp。                  




     20.  進(jìn)入 POST1,讀取 load step 1 substep 7 的實(shí)部結(jié)果:                  


       繪制 0.07 Hz,實(shí)部的變形形狀和應(yīng)力云圖:                  



  對于虛部重復(fù)這一操作:                  






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