ANSYS 张拉绳索振动模态分析与有限元基础
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更新于2024-08-09
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"有限元分析在办公应用中的实例——带有张拉的绳索的振动模态分析"
这篇资源主要介绍了一个使用ANSYS软件进行有限元分析的实际案例,即带有张拉的绳索的振动模态分析。这个案例适用于学习和理解有限元分析在办公应用中的具体运用,特别是对机械、力学、土木等领域工程师和技术人员非常有价值。
首先,案例描述了一条单位长度质量为ρ的悬索,两端固定,并且存在初始应变ε。目标是计算悬索的应力σ和拉力F,以及前三阶自由振动频率。参数如表7-3所示,采用了英制单位。在解答过程中,利用了3D的单向杆单元(LINK10)进行建模,以确保分析的准确性。
在有限元分析中,关键步骤包括:
1. 定义分析类型:在这个例子中,需要进行静力分析以计算预应力,然后进行模态分析以获取振动频率。
2. 选择合适的单元:采用Tension-only或Compression-only Spar Elements(LINK10),这是针对仅承受拉伸或压缩载荷的元素,适合于绳索这样的结构。
3. 定义节点和单元:创建网格划分,分配节点和单元,确保覆盖整个结构。
4. 设置约束和输出选项:指定边界条件,如两端固定的约束,以及需要记录的输出变量,例如应力、位移等。
5. 应用初始应变:通过设置初应变来施加张力,这对于模拟预紧的绳索至关重要。
6. 进行分析:先进行静力分析,然后进行模态分析,以捕捉结构的动态特性。
《有限元分析基础教程》一书由曾攀教授撰写,书中详细介绍了有限元分析的基本原理和典型应用。全书分为两部分,第一部分涵盖了有限元分析的基础概念,如绪论、分析过程概述、杆梁结构和连续体结构的分析方法,以及一些讨论问题。第二部分则深入到具体的工程应用,如静力结构分析、结构振动分析、传热分析和弹塑性材料分析。书中结合MATLAB程序和ANSYS算例,为读者提供了丰富的实践指导。
该教程适合大学高年级学生、研究人员和工程技术人员作为学习和参考材料,尤其对那些希望通过MATLAB和ANSYS进行建模分析的读者极具价值。教程内容深入浅出,实例丰富,有助于读者快速掌握有限元分析的核心技术和实际应用技巧。
2011-05-13 上传
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李_涛
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