ansys固定界面模态综合法PPT课件

2、固定界面模态综合法,火电,模态综合法思想1：将整体结构划分成若干子结构，对各个子结构分别进行模态分析，得到其动力特性。再利用子结构间力平衡条件及位移协调条件将各子结构部分低阶模态特性综合，由此得到整体结构的动力特性。,目前模态综合法按对接界面分为两类2：,2、固定界面模态综合法,固定界面模态综合法的思想由Hurty首先提出的，后经过Craig和Bampton修改，目前工程中常用的固定界面模态综合法实际上就是C-B法1。,基本过程：1、分割子结构，固定各个交界面自由度。2、求出个子结构的低阶主模态集，和约束模态集。3、第一次坐标变换，建立子结构在模态坐标下的运动方程。4、第二次坐标变换，建立总体结构的运动方程。（力平衡与位移协调）5、再经过两次坐标反变换，求出整体系统在物理坐标下的振型。,2、固定界面模态综合法,3、第一次坐标变换，建立子结构在模态坐标下的运动方程。,这里I表示内部自由度，J表示交界面自由度，表示主模态，表示约束模态。这里主模态是完备的没有略去高阶主模态，为了达到缩减的目的，略去高阶主模态，在中保留k列低阶主模态，缩减后的变换为：,由确定主模态。,由确定约束模态。,坐标变换后可得子结构运动方程：,2、固定界面模态综合法,4、第二次坐标变换，建立总体结构的运动方程。（力平衡与位移协调）,1、力平衡条件：由于界面对接力总是成对出现的，当系统除对接力无其它外力作用时，装配后系统方程的右端项为零。2、位移协调条件：即位移连续。,现将子结构扩充到整个结构，建立一组非耦合但不独立的整体运动方程。,同理可扩充，最后可获得模态坐标下的非耦合非独立的一组整体运动方程。,2、固定界面模态综合法,式中是相应于所有子结构的主模态坐标，是所有子结构各界面中的独立模态坐标，是可以用表示的非独立的界面模态坐标，B是它们的转换关系。将扩充后的运动方程进行装配变换得到系统广义运动方程。,由界面位移连续条件，以两个子结构和装配为例。它们的模态坐标为：,多个子结构,3、ANSYSFIXED-CMS法算例,ANSYS固定界面CMS法的实现步骤：1、建立有限元模型2、创建超单元（建立子结构）3、使用超单元（子结构装配成总体分析）4、扩展超单元（扩展到结构所有的自由度）5、结果后处理,3、ANSYSFIXED-CMS法算例,以长和宽2的正方形悬臂板为例：材料参数：弹性模量E=2.1e11泊松比0.3，密度7.3e3，厚度t=0.05。计算它在有限元法和固定界面模态综合法的固有频率并对比。,1、建立有限元模型,单元类型：shell63材料参数：ex2.1e11,prxy0.3,dens7300几何建模网格划分建立组件：界面节点组件和子结构单元组件,几何模型,图5.正方形悬臂板模型简图,3、ANSYSFIXED-CMS法算例,2、创建超单元,1、分析选项antype,substrcmsopt,fix,202、选择组件cmsel,s,part1cmsel,s,interface3、定义主自由度m,all,all（交界面）4、求解并保存nslesolvefinishsave,子结构1（part1）,子结构2（part2）,同理可创建超单元part2,3、ANSYSFIXED-CMS法算例,3、使用超单元,1、超单元类型et,1,matrix502、选择子结构se,part1se,part2,固有频率,3、分析选项antype,modalmodopt,lanb,10mxpand,104、求解solvefinishsave,3、ANSYSFIXED-CMS法算例,4、扩展超单元,1、清除数据，读取文件/clear,nostart/filnam,part1resume/solu2、扩展选项expass,onseexp,part1,usenumexp,all,3、开始扩展solvefinish,同理可扩展超单元part2,扩展超单元part1,3、ANSYSFIXED-CMS法算例,5、结果后处理,/post1cmsfile,add,e:/ansys13.0/cms2014/0406/part1.rstcmsfile,add,e:/ansys13.0/cms2014/0406/part2.rst,一阶振型,二阶振型,3、ANSYSFIXED-CMS法算例,ANSYS直接求解与固定界面CMS