ANSYS 张拉绳索振动模态分析与有限元基础

"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。