求教ANSYS对弦模态分析的频率为什么与计算的频率不相符?
求教ANSYS对弦模态分析的频率为什么与计算的频率不相符?问题是对两端固定的弦求其固有频率
参数及MATLAB程序如下:
rho=7.8e3
E=2.2e11 %杨氏模量
niu=0.3 %泊松比
miu=E/(2*(1+niu)) %剪切模量
L=500%弦长
I=1:20
wp=I*pi/L*sqrt(E/rho) %驻波频率公式:wi=i*pi/L*v(v为速度)
fp=wp/2/pi
ws=I*pi/L*sqrt(2*miu/rho)
fs=ws/2/pi
频率结果如下:
fp =
Columns 1 through 8
5.3109 10.6217 15.9326 21.2434 26.5543 31.8651 37.1760 42.4868
Columns 9 through 16
47.7977 53.1085 58.4194 63.7302 69.0411 74.3519 79.6628 84.9736
Columns 17 through 20
90.2845 95.5953100.9062106.2170
fs =
Columns 1 through 8
4.6579 9.3158 13.9738 18.6317 23.2896 27.9475 32.6055 37.2634
Columns 9 through 16
41.9213 46.5792 51.2372 55.8951 60.5530 65.2109 69.8689 74.5268
Columns 17 through 20
79.1847 83.8426 88.5005 93.1585
ANSYS命令流如下:
FINISH
/CLEAR
/PREP7
ET,1,PLANE82
KEYOPT,1,3,3
R,1,1
MP,EX,1,2.2e11
MP,DENS,1,7800
MP,NUXY,1,.3
BLC4,,,500,1
ESIZE,0.5
MSHAPE,1,2D
MSHKEY,2
AMESH,ALL
SAVE
/SOLU
ANTYPE,MODAL
MODOPT,LANB,20 !提取10个模态
MXPAND,20 !展开10个模态
LSEL,S,,,2,4,2
DL,ALL,,UX
DL,ALL,,UY
ALLSEL
SOLVE
FINISH
/POST1
SET,LIST
如果查看动画显示:
set,first
plnsol,u,sum
ANMODE,10,0.3
set,next
plnsol,u,sum
ANMODE,10,0.3
里面包含有0.5个波长,1个,1.5个……和理论预测一致,但是其frequency却小得多:
*****INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE*****
SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEPCUMULATIVE
1 0.21838E-01 1 1 1
2 0.60195E-01 1 2 2
3 0.11800 1 3 3
4 0.19505 1 4 4
5 0.29135 1 5 5
6 0.40689 1 6 6
7 0.54166 1 7 7
8 0.69566 1 8 8
9 0.86886 1 9 9
101.0613 1 10 10
111.2728 1 11 11
121.5036 1 12 12
131.7535 1 13 13
142.0225 1 14 14
152.3106 1 15 15
162.6178 1 16 16
172.9441 1 17 17
183.2893 1 18 18
193.6536 1 19 19
204.0369 1 20 20
另外,对频率进行二阶差分后,它门的数值基本相等。
请问大家这是为什么?
0.0194
0.0192
0.0192
0.0192
0.0192
0.0192
0.0192
0.0192
0.0191
0.0193
0.0191
0.0191
0.0191
0.0191
0.0191
0.0189
0.0191
0.0190
请大家帮帮忙,不胜感激! 而对于fp和fs其一阶差分相等。这是肯定的。因此,有限元求解应该有问题 ansys的单位有问题吧。
BLC4,,,500,1看看这个单位问题。 单位制应该没问题(KG-M-S),因为我想减少计算量,就把他看成了平面应力问题,因为不知道厚度对密度会不会有影响,于是就将板的厚度定位了1,要使它成为很长,我就让长度变成了500m,而MATLAB的单位也是国际单位KG-M-S。
不过现在发现,平面应力问题,薄板的厚度值的定义对于压强密度等没有任何影响。
另外,我刚才试了一下,将泊松比换为了0,这样应该对应于一根线,但是改变泊松比对结果基本没有丝毫改变。
[ 本帖最后由 heaventian 于 2009-10-12 12:51 编辑 ] !这是一个带预紧力的弦的模态分析,已通过理论验证,供参考
/PREP7
ET,1,LINK1
MP,EX,1,2E11
MP,PRXY,1,0.3
MP,DENS,1,7800
R,1,1E-6
K,1,0,0,0
K,2,1,0,0
LSTR,1,2
LESIZE,1,,,50
LMESH,1
FINISH
/SOLU
DK,1,UX
DK,1,UY
DK,2,UY
FK,2,FX,2000
PSTRES,ON
SOLVE
SAVE
FINISH
/SOLU
ANTYPE, MODAL
MODOPT,LANB,10
MXPAND,10
DK,2,UX
PSTRES,ON
SOLVE
FINISH
/POST1
SET,LIST
SET,FIRST
PLDI
ANMODE,10,0.5,,0
SET,NEXT
PLDI
ANMODE,10,0.5,,0
FINISH 非常感谢jxxansys 的帮助,我按照你的程序做了一下,果然有不少眉目。但是,仍然有不少问题,在做得过程中,发现固有频率与右端的初始压应力有关系,横波驻波的频率和纵波驻波的频率都随着拉应力的增大而增大,这也是为什么最开始没有预应力的时候频率那么小。
而有限元得到的频率与理论值近似相等的时候,弦长基本上已经增加了一倍。地震学中,波速与应力和应变无关,看来用在弦上面是失败的。
另外,由于变形太大,应该会导致弹性模量和密度的改变,所以,如果要与理论公式对应,也要将理论公式中的密度改变才行。 但是仍然有一个问题,我事先怎么能够知道将压力加多少,才能够使得ANSYS的解和理论公式相同呢? 按振动学理论 如此说来,一个结构的固有频率随着外在载荷的改变而改变了?既然如此,那还叫什么固有频率?
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