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机械动力学 作业 姓名：王琦 专业：控制科学与工程 班级：代培 学号：12SD04043 时间：2013.5.1 作业9：悬臂梁结构的模态分析 1、问题的提出 给出某悬臂梁结构 已知：其几何尺寸，材料的弹性模量：2.07E11 Pa，泊松比：0.3，密度：7.8E3 kg/ m3 ，使用SOLID92单元，底座下表面全约束。 求梁结构的前5阶振动频率和振型。 模型图： 几何尺寸： D1=25,D2=80，筋板长度200mm，宽度20mm，居中 2、建模和求解 2.1创建几何模型 把正方形底面的中心点设置为模型的坐标原点，然后自上而下，根据几何尺寸建模。先建各个立方体和筋板，然后再将所有体采用add运算合并为一。 其中，所有立方体是通过create block逐一建立。筋板稍微复杂。首先通过create keypoint设置三角形的三个顶点，然后把三点连成平面，再将平面按尺寸拉伸。 建模如图： 2.2定义材料属性 材料的弹性模量：2.07E11 Pa，泊松比：0.3，密度：7.8E3 kg/ m3 2.3单元划分 采用SOLID92单元，共划分了6199个单元，10646个节点。 划分完网格后的模型： 2.4约束 设置约束条件：底座下表面全约束，即底面各个自由度位移为0。 2.5模态提取 采用Block lanczos模态提取方法。 3、分析结果 3.1各阶频率列表： SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP 1 178.39 1 1 1 2 267.83 1 2 2 3 854.44 1 3 3 4 1198.6 1 4 4 5 1415.9 1 5 5 3.2前5阶振型图片 一阶振型： 二阶振型： 三阶振型： 四阶振型： 五阶振型： 4、命令流 finish /clear /FIlNAM,modal analysis num9 /TITLE,Modal Analysis of a Cantilever Beam /PREP7 ET, 1, SOLID92 MP, EX, 1, 2.07E11 MP, NUXY, 1, 0.3 MP, DENS,1,7.8E3 !Creat model BLOCK,-50E-3,50E-3,0,20E-3,-50E-3,50E-3 !底座 BLOCK,30E-3,50E-3,20E-3,165E-3,-50E-3,50E-3 !侧板 BLOCK,50E-3,68E-3,65E-3,165E-3,-37.5E-3,37.5E-3 !侧板突出 BLOCK,68E-3,418E-3,75E-3,155E-3,-12.5E-3,12.5E-3 !悬臂梁 !左侧筋板 K,101,-50E-3,20E-3,-5E-3 K,102,30E-3,20E-3,-5E-3 K,103,30E-3,150E-3,-5E-3 A,101,102,103 VOFFST,25,10E-3, !梁侧面筋板 K,201,68E-3,105E-3,-37.5E-3 K,202,68E-3,105E-3,-12.5E-3 K,203,268E-3,105E-3,-12.5E-3 K,204,68E-3,105E-3,37.5E-3 K,205,68E-3,105E-3,12.5E-3 K,206,268E-3,105E-3,12.5E-3 A,201,202,203 A,204,205,206 VOFFST,30,20E-3, VOFFST,31,-20E-3, vadd,all numcmp,all !Mesh mshape,1,3d vmesh,1 /SOLU ANTYPE,MODAL MODOPT,LANB,5 EQSLV,SPAR MXPAND,5, , ,0 LUMPM,0 PSTRES,0 MODOPT,LANB,5,0,0, ,OFF DA,1,ALL,0 ALLSEL,ALL SOLVE FINISH 1