ANSYS教程：有预应力吉他弦的谐响应分析实例

在本篇关于ANSYS的教程中，我们将深入探讨有预应力的谐响应分析实例。谐响应分析是结构工程中的一个重要工具，用于研究在受周期性载荷作用下，如小提琴弦那样的结构的稳定响应。针对有预应力的结构，如吉他的C弦，其分析过程更为复杂，因为涉及到预应力的计算和结构响应的求解。 首先，理解预应力在谐响应分析中的作用至关重要。在实际应用中，例如吉他弦在受到拉伸力F1张紧后，会形成预应力状态。在进行分析时，需要先通过静力学分析确定预应力，这可能涉及到结构的静止分析，然后再将预应力考虑在内进行有预应力的缩减法或模态叠加法分析。缩减法要求预先计算预应力，而模态叠加法则可能需要先进行有预应力的模态分析，确保预应力效应被包含在后续的动态响应计算中。 具体到实例，分析对象是一根直径d=0.254mm、长度l=710mm的均匀吉他弦，施加了拉伸力F1=84N和弹击力F2=1N，以求解一阶固有频率f1。目标是验证当弹击力频率为弦的奇数阶固有频率时，会发生谐响应。为了精确模拟，选取了从0Hz到2000Hz的频率范围，以250Hz的频率间隔进行分析，并使用POST26时间历程后处理器绘制出位移响应与频率的关系曲线。 在ANSYS 6.1中，构建模型步骤包括设置分析标题（例如数据库名为CH1），定义材料性能（如杨氏模量EX=1.9E5MPa，泊松比νxy=0.3，密度ρ=7.92E-9tn/mm3），选择合适的单元类型，以及创建有限元模型。在这个案例中，由于模型相对简单，可以直接生成节点和单元，无需先进行几何建模然后网格划分，但要注意这种简化方法的应用场景和限制。 通过这个实例，学习者将掌握如何在ANSYS中处理预应力条件下的谐响应分析，包括预应力的求解、模型的建立和结果的解读，这对于理解和解决实际工程问题具有很高的实用价值。同时，这也强调了在实际操作中灵活运用不同分析方法的能力，以适应不同结构特性和需求。