ANSYS中预应力吉他弦谐响应分析实例与求解步骤

在第13章中，主要讨论的是在ANSYS软件中进行有预应力结构的谐响应分析实例，以吉他弦为例。这个实例涉及到对一个均匀直径为0.254毫米、长为710毫米的吉他弦进行静力分析和随后的谐响应分析。预应力作用在弦上，通过施加拉伸力F1（84N）使得弦紧绷在两端的刚性支点上，而F2（1N）的力则在弦的四分之一长度处进行弹击。 求解过程首先需要划分单元和节点，这可能消耗一定时间，完成后会弹出求解完成提示对话框，用户需点击按钮结束静力分析。在静力分析后，通常会进行后处理，以确保结果的准确性，但此处未详述，而是鼓励读者参考前面章节的静力分析方法自行分析。 对于有预应力的谐响应分析，它区别于普通谐响应分析在于需要额外计算预应力。如果采用缩减法，需要先通过静力学分析得出预应力，然后进行有预应力的缩减法谐响应分析。若采用模态叠加法，同样先进行有预应力模态分析，再进行一般模态叠加法分析。 具体到本例，目标是计算一阶固有频率f1，以及验证只有当弹击力的频率等于弦的奇数阶固有频率时才会产生谐响应。加载的频率范围设定为0到2000Hz，且频率间隔为250Hz，以便观察弦的前几阶固有频率的响应。模型建立在ANSYS 6.1中，通过直接生成节点和单元的方式简化了流程，但强调理解这种方法背后的条件。 在建模过程中，首先需要为分析指定一个数据库名（如CH1），接着定义材料性能，包括杨氏模量（1.9E5 MPa）、泊松比（0.3）和密度（7.92E-9 Tn/mm3）。这部分工作显示了在ANSYS中如何运用不同的参数来模拟真实世界中的物理属性。在实际操作中，用户还需要设置分析的边界条件、单元类型等关键参数，以确保模型的准确性和有效性。 这一章节重点讲解了在预应力作用下进行谐响应分析的理论背景、实际应用以及在ANSYS软件中的具体步骤，强调了理解和实践的关键环节，尤其是在预应力处理和模态分析中的必要性。