Algor和Ansys冲击载荷谱计算比较报告.docx

Algor和Ansys冲击载荷谱计算比较报告算例描述计算算例为一截面为圆管（Ro=0.01335m，Ri=0.01124m），长度2m一端固定的梁悬臂梁。在X方向加速度冲击响应谱下，悬臂梁的变形和应力。冲击谱见表1。表1 加速度冲击响应谱序号周期（S）频率（1/S）加速度（m/S2）0.0025008000.0066666671508000.01100502.6550.11050.2655110.394100.10.00394悬臂梁固有频率计算对于该模型分别用Algor和Ansys计算结构固有频率，共计算前50阶频率，计算结果见表2。由于algor和Ansys计算的模态略有不同，表2中的阶数按照algro计算的确定。其中Ansys计算的第11，19等模态很怪见图1和图2，是algor中没有的。而且这两个模态在X方向的响应没有贡献。从有效的模态看，高阶的模态偏差比较大，但是，高阶模态的参与系数都很低，对响应的影响很小。表2 悬臂梁的固有频率阶12345678Algor频率5.28413E+05.28413E+03.30231E+13.30231E+19.20564E+19.20564E+11.79243E+21.79243E+2Ansys频率5.28525.285233.06833.06892.34892.348180.28180.28模态参与系数61.52018.9406.5303.330阶910111213141516Algor频率2.93888E+22.93888E+24.34696E+24.34696E+25.41343E+26.00194E+26.00194E+27.88754E+2Ansys频率296.56296.56440.38440.38541.35610.83610.83806.87模态参与系数1.60.440.181.2000.9900.21阶1718192021222324Algor频率7.88754E+29.98644E+29.98644E+21.22808E+31.22808E+31.47528E+31.47528E+31.62398E+3Ansys频率806.871007.31007.31271.11271.11536.91536.91624.2模态参与系数1.600.540.140.200.280.100.300阶2526272829303132Algor频率1.73846E+31.73846E+32.01593E+32.01593E+32.30607E+32.30607E+32.60735E+32.60735E+3Ansys频率1823.51823.52129.62129.62454.12454.12795.72795.7模态参与系数0.090.240.180.100.220.020.010.20阶3334353637383940Algor频率2.70645E+32.91835E+32.91835E+33.23777E+33.23777E+33.56441E+33.56441E+3合计Ansys频率2707.43153.33153.33525.83525.8模态参与系数00.140.040.150.010.040.1098.52图1 ansys计算的第11阶模态图2 ansys计算的第19阶模态响应谱的计算用algor进行响应谱分析，响应谱输入函数是加速度是周期的函数。将表1的数据输入，计算的位移响应为图3，应力响应为图4。最大位移64.8865mm，最大应力188.2MPa。图3 algor计算的加速度响应位移图4 algor计算加速度响应的应力用Ansys进行响应谱分析，响应谱输入函数是加速度是频率的函数。将表1的数据输入，计算的位移响应为图5，应力响应为图6。最大位移18.957mm，最大应力60MPa图5 Ansys计算的加速度响应位移图6 Ansys计算加速度响应的应力从计算结果看，两个软件结果相差很大。为什么呢？问题分析和解决1. 首先结构的前几阶模态对激励的响应最大，因此，再595赫兹的响应谱将主要引起结构的响应。2. Algor和Ansys计算响应谱的输入差别在于，algor是输入周期，Ansys输入的是频率，周期和频率的关系是倒数关系。两个软件都是通过输入离散的点的线性插值完成响应谱的计算。问题就出在这里，加速度响应在周期0.1到1的范围内是线性关系，那么频率和加速度的关系就是倒数关系了。在我们上面的计算中也只去了两点数据，这样在Ansys里面，频率在1到10的范围内也是线性关系。我们可以通过图7看出他们的差别。明显，按照线性关系的响应谱的数据要小很多。所以，上面用Ansys计算的响应就明显偏小。在Ansys计算中，如果选择倒数关系输入响应谱，其计算的结果响应位移和应力见图8 和图9。可以看