简支梁模态分析

破天吟风

问题描述：如下图一跨径6m的简支梁。横截面积尺寸b×h=0.1m×0.3m，材料弹性模量E=2.06E11Pa，泊松比μ=0.3，质量密度ρ=7850kg/m3。试对其进行模态分析。



相应操作步骤：

1.启动程序

2.定义分析标题

GUI：Utility>File>Change Title

在弹出的窗口输入工作文件名“Modal Analysis of a beam”，也可以在命令窗口输入命令：/TITLE,Modal Analysis of a beam。

3.进入前处理模块

命令：/PREP7

1）      选择单元类型。GUI：Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete>Add>Select。

在弹出的菜单中选择BEAM3（2D elastic Beam）单元。点击OK，返回。点击CLOSE，关闭对话窗口，完成单元类型的选择。

2）定义实常数。GUI：Main Menu>Preprocessor>Real Constants>Add/Edit/Delete。

在弹出的对话框中点击Add，选中弹出对话框中已定义的Type 1单元BEAM3，表示该组实常数将赋给BEAM3单元，点击OK，弹出对话框。在弹出的对话框中依次输入横截面积0.03m2，惯性矩IZZ为2.25E-4m4，横截面积的高度为0.3m。输完后点击OK，点击Close关闭对话框，完成实常数1的定义，并赋予单元Type1单元BEAM3。

3）定义材料属性。Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Modals>Structural>Linear>Elastic>Isotropic。

执行上述菜单操作后，对话框中Linear Isotropic，表示定义各项同性弹性材料。在弹出的对话框中，依次输入弹性模量EX为2.06E11Pa，泊松比0.3，点击OK。返回上一级菜单，再双击右侧菜单中的Density，弹出对话框，在DENS栏输入密度7850，点击OK，关闭对话框，完成材料属性定义。

4）定义关键点。GUI：Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>In Active CS

执行上述操作后在弹出的对话框中依次输入关键点号NPT=1，输入1号关键点的坐标（x，y）为（0,0），输入后点击APPLY，表示继续输入下一个关键点。在对话框中修改关键点编号NPT=2，输入2号关键点的坐标（6,0），点击OK，关闭对话框，完成关键点的定义。

5）定义线。GUI：Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>In Active Coord。

在弹出对话框后，用鼠标依次点击图形窗口中上步定义的关键点1和2，再点击OK，关闭弹出窗口，完成线的定义。

6）设置网格划分参数。GUI：Main Menu>Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>ManualSize>Lines>All Lines

执行上述菜单操作后在弹出的对话框中输入划分单元数设置为10，点击OK，关闭弹出的对话框，可以看出图形窗口中的线段由连续线形变为分段线形，分段数为10份。

7）网格划分。GUI：Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Lines。

执行上述菜单操作后在弹出的菜单点击Pick All按钮，对所有线段进行网格划分，生成单元。

8）分颜色显示单元。GUI：Utility Menu>PlotCtrls>Numbering。

在弹出的菜单里面，选择Elem/Attrib Numbering后面Element Numbers，在[NUM]Numbering show with后下拉菜单中选择Colors only，点击OK，关闭菜单。则图形窗口中单元分别按不同颜色显示。

9）进入求解模块，施加约束条件。GUI：Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Displacement>On Nodes。

在弹出对话框后，用鼠标拾取模型最左端的节点，再点击所示对话框中的OK按钮，选中需要约束的节点，弹出对话框，在Lab2后下拉菜单中选中UX,UY，表示约束X和Y方向自由度，即为固定铰约束。点击Apply。重新弹出原对话框，用鼠标拾取模型最右端的节点，再点击对话框中的OK按钮，弹出对话框，在Lab2后下拉菜单中选中UY，表示约束Y方向自由度，即为滑动约束。点击OK，关闭对话框。模型在被约束节点处出现了三角形的约束标识符。

10）定义分析类型。GUI：Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analysis。

在弹出的图形窗口中选择Modal，点击OK。

11）定义求解选项。GUI：Main Menu>Solution>Analysis Type>Analysis Options

出现模态分析选项对话框。选用默认的模态提取法Block Lanczos方法，定义提取前10阶模态，在No. of modes to extract右侧空框中输入10；指定激活模态扩展，在Expand modes shapes点击右侧的按钮，选中Yes；指定扩展前10阶模态，在No. of modes to expand右侧空框中输入10；点击OK，出现Block Lanczos Method对话框，选用默认设置，点击OK，关闭对话框。

12）保存数据库文件。GUI：Utility Menu>File>Save as…

13）模态求解。GUI：Main Menu>Solution>Solve>Current LS。

查看求解信息，点击OK开始求解，完成后单击Close关闭求解完成信息框。

4.进入后处理模块

命令：/POST1。

1）列表显示前10阶频率。GUI：Main Menu>General Postproc>Results Summary

弹出信息窗口。可以看前10阶固有频率。单位Hz



2）读入第1阶模态数据。GUI：Main Menu>General Postproc>Read Results>First Set。

3）图形显示第1阶模态变形。GUI：Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shape。

执行上述菜单操作后，弹出对话框，选中Def+undeformed，单击OK，关闭对话框，得到第1阶模态振型。

4）读入第2阶模态数据。GUI：Main Menu>General Postproc>Read Results>Next Set。

5）图形显示第2阶模态变形。重复上面第3）步操作，在图形窗口区即可出现第2阶模态变形。

重复上面3），4）步操作，即可依次观察到前10阶振型。

5.退出ANSYS

点击ANSYS Toolbar中的QUIT按钮，弹出对话框，选择要保存的选项并点击OK按钮，保存所有数据，退出程序。

破天吟风

是一本书上的例子，因为要交作业做了一个，发上来看看
发现复制粘贴过后图片没了。。。

LWD0490

正想找关于简支梁这方面的问题呢？
多谢了！！