机械振动学上机实验报告

1、机械振动学上机实验报告Experiment Report to Mechanical Vibration 专 业 班 号 学 号 姓 名指导教师一、 悬臂梁的模态分析1、 问题表述使用ansys10.0对图1的悬臂梁结构进行模态分析，尺寸如图1，单位是mm。材料的弹性模量为，泊松比为0.3，密度为。图1 悬臂梁的模态分析2、 建立模型 选择单元类型。【Preprocesser】【Element Type】【Add/Edit/Delete】【Add】【Structual Solid】【Solid Brick 8Node 45】【OK】【Close】 ； 定义材料属性。【Preprocesser】

2、【Material Props】【Material Models】【Structual】【Linear】【Elastic】【Isotropic】在【EX】一栏填入“2e+8” 在【PRXY】一栏填入“0.3” 【OK】【Density】在【DENS】一栏填入“7.8e-6” 【OK】【左上角的Material】【Exit】 ； 建立实体。【Preprocesser】【Modeling】【Create】【Volumes】【Block】【By Dimensions】在【X1，X2 X-coordinates】一栏分别填入“0”和“5”在【Y1，Y2 Y-coordinates】一栏分别填入“0”和

3、“5”在【Z1，Z2 Z-coordinates】一栏分别填入“0”和“20”【OK】； 画网格。【Preprocesser】【Meshing】【Mesh Tool】【Element Attributes】一栏选择“Global”【Mesh】一栏选择“Volumes”【Shape】一栏选择“Hex” 【Free】一栏选择“Mapped” 【Refine at】一栏选择“Elements” 点击【Mesh】按钮左击在第步已经画好的实体【OK】 。至此，模型已经建立好。3、 求解模型 选择分析类型以及求解阶数。【Solution】【Analysis Type】【New Analysis】选择【Mo

4、del】，即模态分析【OK】【Solution】【Analysis Options】【NO. of models to extract】一栏填入“5”，其他默认，即求解前5阶模态【OK】对于弹出的对话框依旧默认【OK】 ； 定义约束。【Solution】【Define Loads】【Apply】【Structual】【Displacement】【On Areas】选择 的那一个面【OK】在【Lab2 DOFs to be constrained】一栏选择“ALL DOF”，即约束整个面【OK】 ； 求解。【Solution】【Solve】【Current LS】对于弹出的对话框选择【OK】等待

5、出现“Solution is done”对话框，选择【Close】。至此，模型已经求解好。4、 结果分析结果浏览。【General Postproc】【Results Summary】出现“SET,LIST Command”对话框，即求解结果，如下： 密度=7.8e-6 材料EX2.1e8 PRXY0.3 * INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE * SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE 1 119.66 1 1 1 2 119.66 1 2 2 3 670.47 1 3 3 4 670.47 1 4 4 5 78

6、5.45 1 5 5 6 1273.6 1 6 6 7 1656.0 1 7 7 8 1656.0 1 8 8 9 2365.0 1 9 9 10 2847.3 1 10 10 11 2847.3 1 11 11 12 3593.8 1 12 12 13 3593.8 1 13 13 14 3657.7 1 14 14 15 3657.7 1 15 15 16 3821.7 1 16 16 17 3821.7 1 17 17 18 3825.7 1 18 18 19 3970.4 1 19 19 20 4149.8 1 20 20动画展示。【General Postproc】【Read Res

7、ults】【By Pick】选择【set1】，即读取第一阶求解结果【Read】【Close】窗口上方菜单栏的【PlotCtrls】【Animate】【Model Shape】全部默认【OK】如果要读取第二阶求解结果并且观看动画，重复上述步骤即可，只是在【By Pick】后选择【set2】其他阶以此类推。各阶求解动画前五介截图如下所示所示。悬臂梁的 第1阶模态分析求解动画 悬臂梁的 第3阶模态分析求解动画 悬臂梁的 第5阶模态分析求解动画 悬臂梁的 第6阶模态分析求解动画二、 弹簧质量系统的模态分析1、 问题表述使用ansys10.0对图2的弹簧质量系统进行模态分析，弹簧刚度均为K=1.5N/m

8、，c=0.5，质量块质量均为1。图2 弹簧质量系统的模态分析2、 建立模型选择单元类型。【Preprocesser】【Element Type】【Add/Edit/Delete】【Add】【Structual Mass】【3D mass 21】【OK】【Add】【Combination】【String-Damper 14】【OK】【Close】 ；定义常数。【Preprocesser】【Real Constants】【Add/Edit/Delete】 【Add】【Type 1 MASS21】【OK】在【Mass in X direction MASSX】一栏填入“4”，其他默认【OK】【Add

9、】【Type 2 COMBIN14】【OK】在【String constant K】一栏填入“4” ，其他默认【OK】【Close】 ；建立实体。【Preprocesser】【Modeling】【Create】【Keypoints】【In Active CS】在【NPT Keypoint No.】一栏填入“1”在【X，Y，Z Location In Active CS】一栏依次填入“0,0,0”，从而质量点1的实体创建完毕剩下的3各质量点用类似方法创建【Preprocesser】【Modeling】【Create】【Lines】【Lines】【Straight Line】依次选择刚刚画好的4个

10、质量点，得到三条直线，即弹簧的实体创建完毕【OK】 ；画网格。【Preprocesser】【Meshing】【Mesh Tool】【Element Attributes】一栏选择“Lines” 点击【Element Attributes】旁的【Set】按钮依次选择刚刚画好的3条线【OK】在【REAL】一栏选择“2”在【TYPE】一栏选择“2 COMBINE4”，其他默认【OK】【Preprocesser】【Meshing】【Mesh Tool】【Element Attributes】一栏选择“Keypoints” 点击【Element Attributes】旁的【Set】按钮依次选择刚刚画好的

11、4个质量点【OK】在【REAL】一栏选择“1”在【TYPE】一栏选择“1 MASS21”，其他默认【OK】【Preprocesser】【Meshing】【Mesh Tool】【Mesh】一栏选择“Lines” 点击【Size Controls Lines】旁边【Set】按钮依次选择刚刚画好的3条线【OK】【NDIV】一栏填入“1”，其他默认【OK】【Preprocesser】【Meshing】【Mesh Tool】【Mesh】一栏选择“Lines” 点击【mesh】按钮依次选择刚刚画好的3条线【OK】。至此，模型已经建立好。3、 求解模型 选择分析类型以及求解阶数。【Solution】【Ana

12、lysis Type】【New Analysis】选择【Model】，即模态分析【OK】【Solution】【Analysis Options】【NO. of models to extract】一栏填入“2”，其他默认，即求解前2阶模态【OK】对于弹出的对话框依旧默认【OK】 ； 定义约束。【Solution】【Define Loads】【Apply】【Structual】【Displacement】【On Keypoints】依次选择点“1”与点“4”【OK】在【Lab2 DOFs to be constrained】一栏选择“ALL DOF”，即完全约束点“1”与点“4”【OK】【Sol

13、ution】【Define Loads】【Apply】【Structual】【Displacement】【On Keypoints】依次选择点“2”与点“3”【OK】在【Lab2 DOFs to be constrained】一栏仅不选择“ALL DOF”与“UX”，即不约束点“2”与点“3”X方向的自由度【OK】 ； 求解。【Solution】【Solve】【Current LS】对于弹出的对话框选择【OK】等待出现“Solution is done”对话框，选择【Close】。至此，模型已经求解好。4、 结果分析结果浏览。【General Postproc】【Results Summary】出现“SET,LIST Command”对话框，即求解结果，见各图左上角。动画展示。【General Postproc】【Read