车架的模态分析

Frame模型的模态分析班级：T943-1姓名：王子龙学号：20090430124Frame模型的模态分析T943-1-24王子龙20090430124一、模型问题描述1、如图所示1，机架为一焊接件，材料为结构钢，在两根长纵梁的八个圆孔内表面采用CylinderSupport约束，分析结构的前6阶固有频率。2、在短纵梁2另一侧增加一短纵梁，使其于短纵梁1对称，分析新结构的前6阶固有频率，并与原结构对比。图1机架模型二、模型分析（一）无预紧力情况1、导入模型：打开ANSYSWorkbench，从左侧工具栏中双击Modal（ANSYS），右击A3项，右键选择ImportGemetry→Browse，找到文件Frame.x_t点击打开，然后双击A4栏，打开Mechanical窗口。2、施加约束：选择左侧结构树中的Modal，选择两根长纵梁的八个圆孔内表面，右键选择Insert→CylindricalSupport，如图2所示。短纵梁1短纵梁2图2八圆孔内表面施加约束3、在solution（A6）中插入ToalDeformation，点击Solve求解，求解结果如图3所示。图3无应力时的变形图及6阶频率（二）有预紧力情况1、回到Workbench界面，从左侧工具栏中的StaticStructural(Ansys)拖至A4栏，如图4所示，双击B5栏，进入Mechanical窗口。图4拖拽StaticStuctual(ANSYS)到A42、按住“shift”键，选择A5分支中CylindricalSupport，右键选择Copy，右键单击B5项，选择Paste。3、在StaticStructual（B5）中施加载荷：选择焊接件底面insert→Force，Force=4000N，如图5所示。图5施加预紧力4、在Solution（B6）中插入EquivalentStress，点击Slove求解，如图6所示。图6EquivalentStress图（三）模态分析1、建立模态分析项，上面进行了静态结构分析，下面在此基础上进行预紧力的模态分析。操作时先回到Workbench窗口，再在鼠标点亮B6栏（Solution），右键弹出菜单中选择TransferDatatoNew-Modal（ANSYS），如图7所示。图7建立有预紧力的模态分析项2、在Solution（C6）中插入ToalDeformation，点击Solve，结果如图8所示。图8有预应力时的变形图及6阶频率（四）有无预应力对比分析频率/Hz最大形变/mm123456无预应力296.77381.67422.21624.43647.16657.5611.59有预应力296.77381.67422.21624.36647.15657.411.59表1有无预应力6阶频率及最大变形得出结论：有无预紧力其模态分析结果变动幅度不大。（五）在短纵梁2另一侧增加一短纵梁，使其与短纵梁一对称1、导入模型：打开ANSYSWorkbench，从左侧工具栏中双击Modal（ANSYS），右击A3项，右键选择ImportGemetry→Browse，找到文件Frame.x_t点击打开，然后双击Gemetry。2、冻结模型和建立Plane4，选择Tools→Freeze，然后建立Plane4，如图9所示。图9冻结模型和建立Plane43、切分，选择Create→Slice，BasesPlane选择Plane4，点击Apply后，点击Generate完成操作。如图10所示。图10切分4、建立Plane5，如图11所示。图11建立Plane55、选择Create→BodyOperation进行镜像操作，Bodies选择为短纵梁1，MirrorPlane选择为短纵梁2外表面，点击Generation，如图12所示。图12镜像图6、按下Ctrl，选中左侧模型树中的4个Solid，右键选择FromNewPart，如图13所示。图13形成一个part7、解冻结，选择Tools→Unfreeze,点击Generate，如图14所示。图14解冻结（六）加梁无预紧力情况分析在solution（A6）中插入ToalDeformation，点击Solve求解，求解结果如图15所示。图15无应力时的变形图及6阶频率（七）加梁有预紧力情况的分析在Solution（B6）中插入EquivalentStress，点击Slove求解，如图16所示。图16EquivalentStress图（八）加梁模态分析在Solution（C6）中插入ToalDeformation，点击Solve，结果如图17所示。图17有预应力时的变形图及6阶频率（九）加梁有无预应力对比分析频率/Hz最大形变/mm123456无预应力292.86377.55422.6618.81636.11648.6211.173有预应力292.87377.54422.61618.89636.13648.7711.174表2有无预应力6阶频率及最大变形得出结论：加梁有无预紧力其模态分析结果变动也幅度不大。（十）加梁与不加梁分析加梁之后频率有所降低，变形减小，因此加梁有利于模型承受力，而且通过模态分析了解到6阶频率变化。三、学习Workbench心得体会通过本学期ANSYSWorkbench课程的学习，我们初步了解建模步骤，学会操作建模，而且学会模态分析，拓扑优化，网格划分，静力分析，摩擦系数设定等问题，通过此软件可以分析到物件的最大位移，最大应力，并且了解到了应力集中解决方法，从而对每个实体进行优化，以达到所模型的优化设计，达到要求，本课程老师耐心，受益匪浅，以后继续学习ANSYS软件，达到熟练程度。