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  • 2020-12-24 09:15:40

    第 1章 动力学基础 1

    1.1 动力学基本解析 5

    1.2 静力学分析与动力学分析的区别 7

    1.3 低版本程序打开高版本文件的过程 14

    第 2章 模态分析 28

    2.1 模态分析之计算原理 28

    2.2 普通模态及自由模态分析 30

    2.2.1 模态分析之固有频率研究 30

    2.2.2 模态分析之振型研究 40

    2.2.3 模态分析之线性叠加 57

    2.3 线性摄动模态分析 64

    2.3.1 线性摄动模态分析之应力刚化和旋转软化 65

    2.3.2 非线性模态分析 71

    2.4 模态分析之拓扑优化 81

    2.4.1 模态分析之拓扑优化基本实例 82

    2.4.2 齿轮减重拓扑优化设计基本实例 98

    2.5 含阻尼的模态分析 113

    2.5.1 复模态分析基本实例 115

    2.5.2 非对称复模态分析基本实例 126

    2.6 模态之子结构分析 133

    2.7 转子动力学之模态分析 140

    2.8 声场模态分析 152

    2.8.1 声场模态分析 154

    2.8.2 流固耦合模态(湿模态)分析 161

    2.9 总结 170

    第3章 谐响应 175

    3.1 谐响应分析之计算原理 175

    3.2 预应力谐响应分析 176

    3.3 谐响应之反计算分析 189

    3.4 谐响应之子模型分析 198

    3.5 谐响应之基础激励分析 218

    3.6 谐响应之黏弹性材料分析 231

    3.7 谐响应之转子动力学分析 239

    3.8 谐响应之声场分析 250

    3.8.1 消声器声场分析 254

    3.8.2 外激励辐射声场分析 263

    3.9 总结 273

    第4章 谱分析和随机振动 275

    4.1 响应谱分析之频谱定义 275

    4.2 响应谱分析之基本原理 282

    4.3 响应谱之基本分析流程 288

    4.4 响应谱之分析实例 299

    4.5 随机振动分析之基本原理 313

    4.6 随机振动之疲劳分析 320

    4.7 声场之谱分析 330

    4.8 总结 335

    第5章 瞬态动力学分析 339

    5.1 模态叠加瞬态分析 339

    5.2 瞬态分析之初始条件 350

    5.3 瞬态分析之移动载荷 364

    5.3.1 准静态法之移动载荷瞬态分析 364

    5.3.2 瞬态法之移动载荷分析 370

    5.4 瞬态分析之多体动力学 378

    5.4.1 全刚性体(柔性体)零件全Joint连接的多体动力学 378

    5.4.2 刚柔性体零件全Joint连接的多体动力学 386

    5.4.3 刚柔性体零件Joint和Contact连接的多体动力学 392

    5.5 非线性瞬态分析 403

    5.5.1 跌落冲击分析 403

    5.5.2 三辊弯曲成型分析 409

    5.5.3 接触磨损分析 414

    5.6 瞬态分析之复合材料 422

    5.7 转子动力学之瞬态分析 430

    5.8 声场之瞬态分析 442

    5.9 总结 448

    参考文献 455

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    QS1:在每次平衡迭代或子步间更新刚度

    • 接触—>高级选项
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      • 结果:不收敛
        在这里插入图片描述
      • 更新刚度中修改选项为each Iteration,结果变得收敛
        在这里插入图片描述
    ps: 在每次求解完成后,注意清除结果数据

    右键solution—>clear generated data


    Tip:可以在contact tool中观察pinball的接触尺寸

    在这里插入图片描述


    Tip:改变分析设置中的restart controls选项为手动

    在这里插入图片描述

    以观察每一个力收敛中的子步收敛,对应的解,两张图一一对应。
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    专业针对性强:专门解决ANSYS Workbench动力学分析的各种问题

    内容创新性强:书中众多内容是作者从事有限元分析多年经验的总结

    案例实用性强:所有案例均来自工程实践领域,是理论与实践结合的典范

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    本书配套提供有关的模型文件,读者可以直接在Ansys Workbench 15及以上版本的软件中打开或导入。本书配套资源可在百度网盘https://pan.baidu.com/s/15yHCdcZ6tFHTteCJYP5t8g下载,并可在QQ群“CAE基础与提高 389410373”内进行交流。

    本书系统、全面地阐述了ANSYS Workbench动力学分析过程中遇到的各种问题,从工程实例出发,侧重解决ANSYS Workbench的实际操作和工程问题。

    本书共分5章,章讲解了动力学的基本知识;第2章介绍了ANSYS Workbench的模态分析,包括普通模态、自由模态、线性摄动模态、模态拓扑、阻尼模态、子结构模态、转子模态和声场模态;第3章介绍了ANSYS Workbench的谐响应分析,包括预应力谐响应、谐响应反计算、谐响应子模型、基础激励谐响应、黏弹性材料谐响应、转子谐响应和声场谐响应;第4章介绍了ANSYS Workbench的谱分析和随机振动分析,重点讲解了基本原理以及随机振动的疲劳分析和声场的谱分析;第5章介绍了ANSYS Workbench的瞬态动力学分析,包括刚体动力学、非线性、复合材料、转子动力学和声场等相应模型。

    本书工程背景深厚,内容丰富新颖,重点突出,讲解详尽,主要面向ANSYS Workbench软件的初级和中级用户,适合机械、材料、土木、能源、汽车交通、航空航天、水利水电等专业的本科生、研究生、教师、工程技术人员和CAE爱好者使用参考。

    周炬,副教授,任职南华大学机械工程学院,从事有限元法等课程的教学工作,拥有14年ANSYS软件应用经验,完成过多种大型设备性能评价、环境预测和评估、汽车噪声与振动、材料疲劳裂纹等CAE项目研究。

    苏金英,不错工程师,曾在企业从事产品研发多年,现为湖南有色金属职业技术学院机械专业教师,对CAD/CAE软件的应用和实战能力强。

    第 1章 动力学基础1

    1.1 动力学基本解析5

    1.2 静力学分析与动力学分析的区别7

    1.3 低版本程序打开高版本文件的过程14

    第 2章 模态分析28

    2.1 模态分析之计算原理28

    2.2 普通模态及自由模态分析30

    2.2.1 模态分析之固有频率研究30

    2.2.2 模态分析之振型研究40

    2.2.3 模态分析之线性叠加57

    2.3 线性摄动模态分析64

    2.3.1 线性摄动模态分析之应力刚化和旋转软化65

    2.3.2 非线性模态分析71

    2.4 模态分析之拓扑优化81

    2.4.1 模态分析之拓扑优化基本实例82

    2.4.2 齿轮减重拓扑优化设计基本实例98

    2.5 含阻尼的模态分析113

    2.5.1 复模态分析基本实例115

    2.5.2 非对称复模态分析基本实例126

    2.6 模态之子结构分析133

    2.7 转子动力学之模态分析140

    2.8 声场模态分析152

    2.8.1 声场模态分析154

    2.8.2 流固耦合模态(湿模态)分析161

    2.9 总结170

    第3章 谐响应175

    3.1 谐响应分析之计算原理175

    3.2 预应力谐响应分析176

    3.3 谐响应之反计算分析189

    3.4 谐响应之子模型分析198

    3.5 谐响应之基础激励分析218

    3.6 谐响应之黏弹性材料分析231

    3.7 谐响应之转子动力学分析239

    3.8 谐响应之声场分析250

    3.8.1 消声器声场分析254

    3.8.2 外激励辐射声场分析263

    3.9 总结273

    第4章 谱分析和随机振动275

    4.1 响应谱分析之频谱定义275

    4.2 响应谱分析之基本原理282

    4.3 响应谱之基本分析流程288

    4.4 响应谱之分析实例299

    4.5 随机振动分析之基本原理313

    4.6 随机振动之疲劳分析320

    4.7 声场之谱分析330

    4.8 总结335

    第5章 瞬态动力学分析339

    5.1 模态叠加瞬态分析339

    5.2 瞬态分析之初始条件350

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    5.3.2 瞬态法之移动载荷分析370

    5.4 瞬态分析之多体动力学378

    5.4.1 全刚性体(柔性体)零件全Joint连接的多体动力学378

    5.4.2 刚柔性体零件全Joint连接的多体动力学386

    5.4.3 刚柔性体零件Joint和Contact连接的多体动力学392

    5.5 非线性瞬态分析403

    5.5.1 跌落冲击分析403

    5.5.2 三辊弯曲成型分析409

    5.5.3 接触磨损分析414

    5.6 瞬态分析之复合材料422

    5.7 转子动力学之瞬态分析430

    5.8 声场之瞬态分析442

    5.9 总结448

    参考文献455

    《ANSYS Workbench有限元分析实例详解(动力学)》一书围绕工程中的各类振动问题展开讲解,技术内容丰富全面,理论讲解深入浅出,算例编选凝练实用,是CAE领域难得的一本好书。通过本书的学习,读者能加深对结构动力学问题的理解,并可以“知其然,还知其所以然”,更好地掌握动力学分析的技术要点和难点。作者此前出版的静力学一书,以专业性、实践性、可操作性三者兼备的特点,深受ANSYS学习者和工程师的好评,相信动力学新书的推出同样可以获得不俗的表现。

    ——安世亚太集团仿真业务部产品经理 孟志华不错工程师

    此前笔者拜读过作者撰写的《ANSYS Workbench有限元分析实例详解(静力学)》一书,经过两年时间的酝酿,作者的动力学新书也即将出版。此书一如既往地以解决实际工程问题为导向,清晰透彻地介绍了ANSYS Workbench动力学分析的全过程,对于不同层次的读者都大有裨益,初学者读之可轻松入门,经验丰富者读之可开拓思路,可以毫不夸张地说,此书是一本指导性强、实战性强的CAE专业图书,无论对于科学研究还是技术开发,都具有很大的实用价值。

    ——泰豪科技股份有限公司通信车辆事业部 方朝晖总工程师

    本书是作者继《ANSYS Workbench有限元分析实例详解(静力学》之后撰写的又一本有关有限元分析的技术图书。该书从工程实例入手,内容丰富,分析透彻,以系统化的流程来解决实际的工程问题,展现了作者清晰的CAE分析思路,可带领读者轻松掌握动力学的分析方法,读者读后能举一反三、触类旁通。书中对CAE分析流程的讲述不仅具备可操作性,同时也渗透了专业的理论知识,凝结了作者长期的工作心得,凸显了本书原创性、优选性及实用性的特点,是一本学习CAE分析的参考书。

    ——核工业北京化工冶金研究院 邓文辉研究员

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  • 第02章 一个实例初识WorkBench分析流程-卡扣结构的动作分析 1问题描述,关心的结果 2. 建模的介绍,模型改如何简化 3. 复杂特征的网格初步试划分 4. 网格再次的划分及调整 5. 材料的修改,及材料弹性模量、变形、...

    第02章 一个实例初识WorkBench分析流程-卡扣结构的动作分析



    在这里插入图片描述
    1问题描述,关心的结果
    2. 建模的介绍,模型改如何简化
    3. 复杂特征的网格初步试划分
    4. 网格再次的划分及调整
    5. 材料的修改,及材料弹性模量、变形、 应力之间的关系
    6 公母卡扣之间的接触关系的创建
    7边界条件的理解及施加
    8 子步,求解控制(
    9. 求解,后处理
    10. 10. 深入剖析本例

    该图为应力应变曲线,斜率k为E弹性模量,弹性模量越大,越难变形。
    在这里插入图片描述

    1. 子步,求解控制(收敛性控制)


    第一步建立模型:

    在卡口接触的位置倒圆角,这样可以进去的更加孙俪方便计算。
    在这里插入图片描述
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    将step文件直接导入workbench中。
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    第二步,导入静力学分析模块:

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    第三步,修改材料:

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    点击修改材料。
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    本案例的材料参数是在结构钢的基础上改的,
    改变弹性模量为1e10

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    第四步,进入分析模块,划分网格:

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    首先我们不对网格划分进行控制,来看看划分结果
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    点击 生成网格

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    可以看到非常粗糙,不是我们想要的。


    所以采用六面体网格划分
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    点击方法


    选择划分的对象为两个几何体。
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    并将划分方法设置为6面体主导 hex quad/tri
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    控制网格大小:
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    网格大小改为1 mm。



    划分好后的网格:
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    第五步,设置接触参数connections:

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    点击 插入接触
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    首先选择卡口上下两个面。
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    然后对应的目标面就是卡槽上下两个面
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    然后再插入第二组接触。
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    选择卡口侧边为 contact
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    选择卡槽内侧面为目标面
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    最后设置情况如图示。



    设置接触参数:

    按住ctrl加鼠标左键, 多选两个绑定 如图示会弹出下面对话框

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    可以看到默认的接触类型是 bonded 就是焊接
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    我们要设置的为摩擦接触 frictional
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    摩擦稀疏0.1
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    设置表现为对称,约为两个物体的材料是一样滴。
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    接触方程采用拉格朗日的方式(常用)
    探测方式采用高斯点的方式

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    刚度设置采用默认
    刚度的更新设置为每一个迭代步后都更新 强制更新。
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    其他的不用设置,保持默认就可以了。



    第6步,设定边界条件:

    卡槽为固定。
    直接点击卡槽端面,右键,点击插入
    点击 固定支撑。

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    在卡口的断面插入位移 displacement
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    设置x方向运动0mm y z都为0mm
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    设定好后的边界条件示意图。
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    第7步,分析设置:

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    仿真时长 30s
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    载荷步

    打开 on
    相关数值如图示
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    初始步200 , 最小 最大步数

    为什么设置这个 初始载荷步、 最小、最大载荷步?

    这是由于 这个卡口在没有接触时,计算量很小,可以加快步伐,当很接触时,计算量大,计算慢。

    初始载荷步就是,一开始把30s分为200步。

    一开始,运动没有阻碍,运动顺畅,那么程序就把步数自动调节为最小步数,当接触后运动手里变化剧烈,那么程序自动调大步数1000步。



    求解方法,如果内存充足那么就用直接法。
    在这里插入图片描述


    大变形一定要打开:
    在这里插入图片描述
    如果应变超过模型尺寸10%那么必须打开



    第8步,插入后处理:

    插入整体变形

    在这里插入图片描述

    并插入应力:
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    然后保存文件。



    第9步,开始计算:

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    点击计算。


    观察力是否收敛:
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    可以看到计算时长t 和受力f收敛曲线,可以看到到第六步 f都收敛。


    可以看到 第9步就接触上了
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    如果呀哦中途退出来暂停看看计算结果,点击打断计算:
    在这里插入图片描述
    点击solve继续计算。


    可以看到应力图:
    在这里插入图片描述



    观察不同时刻的计算数据:

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    把时间表标定到想要的时刻,然后右键点击鼠标,点击载入当前结果,就可得出该时刻的计算结果。



    最后的结果如下所示:
    在这里插入图片描述
    如果为绿色线就白送该处收敛,如果红色线就是发散,偶尔一两处发散是没有问题的,结果是可信的。


    点击该处播放动画:
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    只看卡口的应力分布:
    新建一个应力分布,
    在这里插入图片描述


    选择该应力只显示卡口这一个物体:
    在这里插入图片描述


    加载结果
    在这里插入图片描述


    点击 all body 就会出现卡槽的touming1集合体。:
    在这里插入图片描述



    几何物体的线宽线:
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