12自振频率分析报告

1、实用标准文案 特征值分析 概要 0.31416 in 2 0.15708 in 4 1.00 in 0.05 in 1.0 in/sec 2 对如下图量端铰支的圆管运行特征值分析。 材料 弹性模量 : 30 10 6 psi 截面 截面面积 (Area) 截面惯性矩 (Iyy) 半径 (radius) 厚度 (thickness) 重力加速度 (g) 图 14.1 分析模型 圆管截面 本例题使用的圆管模型材料有密度 ( )为 7.764 10-4 lbf sec2/in 4的Model 1 和密度 ()为15.528 10-4 lbf sec2/in 4的Model 2 两种。查看在密度不同时

2、的自振频率。 精彩文档 实用标准文案 设定基本环境 打开新文件以 特征值分析 1.mgb 为名存档 文件 / 新文件 文件/保存（ 特征值分析 1 ） 设定单位体系 工具 / 单位体系 长度 in ; 力 lbf 图 14.2 设定单位体系 精彩文档 实用标准文案 设定结构类型为 X-Z 平面。设定自重自动转换成节点质量。 模型 / 结构类型 结构类型 X-Z 平面 将结构的自重转换为质量 转换到 Z 重力加速度 （ 1 ） 点格 （ 关）, 捕捉点 （ 关 ）, 捕捉轴线 （ 关） , 正面 图 14.3 设定结构类型 精彩文档 实用标准文案 定义材料以及截面 输入材料和截面。用户定义的类型

3、和数值类型输入数据。 模型 / 材料和截面特性 / 材料 一般 名称( 材料) ; 设计类型 用户定义 用户定义 规范 无 重力加速度为 1.0 in/sec 2, 在容重 输入栏里输入密度也 无妨。 分析数据 弹性模量 ( 3.0E+7 ) 容重 ( 0.0007764 ) 模型 / 材料和截面特性 / 截面 数值 名称 (截面 ) ; 截面形状 管型截面 尺寸 D ( 2.05 ) ; tw ( 0.05 ) 截面特性值 面积 ( 0.31416 ) ; Iyy ( 0.15708 ) 精彩文档 图 14.4 定义材料 图 14.5 定义截面 实用标准文案 建立节点和单元 利用建立节点的复

4、制功能输入节点 ,再用 建立单元功能连接各节点建立线单元。 模型 / 节点 / 建立节点 节点号 坐标系 (x, y, z) ( 0, 0, 0 ) 复制 复制次数 ( 20 ) ; 距离 (dx, dy, dz) ( 5, 0, 0 ) 精彩文档 图 14.6 建立节点 实用标准文案 模型 / 单元 / 建立 单元 单元类型 一般梁 / 变截面梁 材料 1 : 材料 ; 截面 1 : 截面 I交叉分割 节点 （开）, 单元 （开） ; 连接节点 （ 1, 21 ） 图 14.7 建立单元 精彩文档 实用标准文案 输入边界条件 输入边界条件。 两端设定为铰支 （Dx, Dz） 模型 / 边界条

5、件 / 一般支承 单选 （ 节点 : 1, 21 ） 选择 添加 ; 支承条件类型 Dx, Dz （开） 图 14.8 输入支承条件 精彩文档 实用标准文案 输入分析条件 输入特征值分析控制数据 关于特征值分析的详 细说明参照在线帮助 的 “特征值分析 ”部 分 输入特征值分析数据。 分析 / 特征值分析控制 频率数量 ( 6 ) 特征值控制参数 迭代次数 ( 20 ) 子空间大小 ( 0 ) ; 收敛误差 ( 1e-006 ) 运行结构分析 精彩文档 图 14.9 设定特征值分析条件 运行特征值分析。 节点号 (关) 分析 / 运行分析 实用标准文案 查看分析结果 利用表格的形式查看特征值分

6、析结果。 自振频率指结构在不受外力和阻尼作用的状态下由结构的刚度和质量发生的自由振 动的频率。这是结构的特征动态特性，是判断结构动态效应的指标。 结果 /分析结果表格 / 周期与振型 / 自振模态 图 14.10 特征值分析结果对话框 精彩文档 实用标准文案 查看模态形状 查看对模态 1 的模态形状和自振频率。 模型窗口 (图 14.10 1 ) 结果 / 周期与振型 荷载工况 (模态号 ) ( 模态 1 ) ; 模态成分 ( Md-XZ ) 显示类型 图例 (开 ) 振型. 振型形状放大系数 ( 1.5 ) 图 14.11 模态 1 的形状 精彩文档 实用标准文案 同时查看多模态形状。 结果

7、 / 周期与振型 显示类型 图例 （关） 多模态 选择类型 （ 垂直排列 ） 用鼠标指定要查看 的模态。 图 14.12 1 6 次模态形状 精彩文档 实用标准文案 建立模型 2 设定基本环境 利用另存为功能把新文件以 特征值分析 2.mgb 为名存档 文件 / 另存为 （特征值分析 2 ） 关闭除 模型窗口 以外的工作窗 自动对齐 变更材料 在材料输入栏上容重变更为 0.0007764 * 2 。 用鼠标选择材料，点 击。 模型 / 材料和截面特性 / 材料 材料号（图 14.13） 分析数据 容重 （ 0.0007764 2 ） 图 14.13 选择材料数据 图 14.14 变更材料数据

8、精彩文档 实用标准文案 运行结构分析 运行特征值分析。 分析 / 运行分析 查看分析结果 查看模态形状 结果 / 周期与振型 模态成分 (Md-XZ) 多模态 选择模态 ( 垂直排列 ) 精彩文档 实用标准文案 图 14.15 模型 2 模态形状 精彩文档 实用标准文案 比较分析结果 根据模型 1和模型 2的特征值分析结果查看对质量变化时的自振频率的变化 模态 模型 1 模型 2 精确值 分析结果 1st mode 21.8335 21.833 15.4386 2nd mode 87.3333 87.3333 61.7539 3rd mode 196.4941 196.4941 138.9423 4th mode 349.2940 349.2940 246.9881 5th mode 545.6702 545.6702 385.8471 6th mode 785.4762 785.4762 555.4155 单位: Hz 模型 2 的质量是模型 1的两倍。模型 2的自振频率降到模型 1的 1/ 2 (0.707) 可以看出结构的特征值与质量的根号值成反比。