ANSY動力學清楚明了

目錄第一章:動力學緒論

M1-4

第一節(jié)動力學分析概述 M1-6

第二節(jié)

動力學分析類型 M1-9

第三節(jié)

基本概念和術語 M1-14

第四節(jié)

動力學分析實例 M1-33第二章:模態(tài)分析 M2-1

第一節(jié)

模態(tài)分析概述 M2-3

第二節(jié)

模態(tài)分析術語和概念 M2-5

第三節(jié)

模態(tài)分析步驟 M2-14

第四節(jié)

模態(tài)分析實例 M2-33

第五節(jié)

有預應力的模態(tài)分析 M2-34

第六節(jié)

模態(tài)的循環(huán)對稱性問題 M2-42第三章:諧分析 M3-1

第一節(jié)

諧分析概述 M3-3

第二節(jié)術語和概念

M3-6

第三節(jié)諧分析步驟

M3-12

第四節(jié)諧分析實例

M3-331目錄（接上頁）第四章:瞬態(tài)動力學分析

M4-1

第一節(jié)瞬態(tài)動力學分析概述

M4-3

第二節(jié)瞬態(tài)動力學分析術語和概念

M4-5

第三節(jié)瞬態(tài)動力學分析步驟

M4-15

第四節(jié)瞬態(tài)動力學分析實例

M4-49第五章:譜分析

M5-1

第一節(jié)譜分析概述 M5-3

第二節(jié)響應譜分析

M5-5

第三節(jié)隨即震動分析

M5-28

第六章:模態(tài)疊加

M6-1

第一節(jié)什么是模態(tài)疊加? M6-3

第二節(jié)模態(tài)疊加步驟

M6-5

第三節(jié)模態(tài)疊加實例

M6-232第一章動力學緒論3第一章:動力學緒論第一節(jié):動力學分析的定義和目的第二節(jié):動力學分析的不同類型第三節(jié):基本概念和術語第四節(jié):動力學分析的一個實例4動力學

第一節(jié):定義和目的什么是動力學分析?動力學分析是用來確定慣性（質(zhì)量效應）和阻尼起著重要作用時結構或構件動力學特性的技術?！皠恿W特性”可能指的是下面的一種或幾種類型:振動特性-（結構振動方式和振動頻率）隨時間變化載荷的效應（例如：對結構位移和應力的效應）周期（振動）或隨機載荷的效應5動力學

定義和目的（接上頁）靜力分析也許能確保一個結構可以承受穩(wěn)定載荷的條件，但這些還遠遠不夠，尤其在載荷隨時間變化時更是如此。著名的美國塔科馬海峽吊橋（GallopingGertie）在1940年11月7日，也就是在它剛建成4個月后，受到風速為42英里/小時的平穩(wěn)載荷時發(fā)生了倒塌。6動力學

定義和目的（接上頁）動力學分析通常分析下列物理現(xiàn)象:振動-如由于旋轉機械引起的振動沖擊-如汽車碰撞，錘擊交變作用力-如各種曲軸以及其它回轉機械等地震載荷-如地震，沖擊波等隨機振動-如火箭發(fā)射，道路運輸?shù)壬鲜雒恳环N情況都由一個特定的動力學分析類型來處理7動力學

第二節(jié):動力學分析類型請看下面的一些例子:在工作中，汽車尾氣排氣管裝配體的固有頻率與發(fā)動機的固有頻率相同時，就可能會被震散。那么，怎樣才能避免這種結果呢?受應力（或離心力）作用的渦輪葉片會表現(xiàn)出不同的動力學特性，如何解釋這種現(xiàn)象呢?答案：進行模態(tài)分析來確定結構的振動特性8動力學

動力學分析類型（接上頁）汽車防撞擋板應能承受得住低速沖擊一個網(wǎng)球排框架應該設計得能承受網(wǎng)球的沖擊，但會稍稍發(fā)生彎曲

解決辦法：進行瞬態(tài)動力學分析來計算結構對隨時間變化載荷的響應9動力學

動力學分析類型（接上頁）回轉機器對軸承和支撐結構施加穩(wěn)態(tài)的、交變的作用力，這些作用力隨著旋轉速度的不同會引起不同的偏轉和應力

解決辦法：進行諧分析來確定結構對穩(wěn)態(tài)簡諧載荷的響應10位于地震多發(fā)區(qū)的房屋框架和橋梁應該設計應當能夠承受地震載荷要求.解決辦法：進行譜分析來確定結構對地震載荷的影響Courtesy:USGeologicalSurvey動力學

動力學分析類型（接上頁）11太空船和飛機的部件必須能夠承受持續(xù)一段時間的變頻率隨機載荷。

解決辦法：進行隨機振動分析來確定結構對隨機震動的影響Courtesy:NASA動力學

動力學分析類型（接上頁）12動力學

第三節(jié):基本概念和術語討論的問題:通用運動方程求解方法建模要考慮的因素質(zhì)量矩陣阻尼13動力學-基本概念和術語

運動方程通用運動方程如下：不同分析類型是對這個方程的不同形式進行求解模態(tài)分析：設定F（t）為零，而矩陣[C]通常被忽略；諧響應分析：假設F（t）和u（t）都為諧函數(shù)，例如Xsin（wt），其中，X是振幅，w

是單位為弧度/秒的頻率；瞬間動態(tài)分析：方程保持上述的形式。14動力學-基本概念和術語

運動方程(接上頁)其中:[M] =結構質(zhì)量矩陣[C] =結構阻尼矩陣[K] =結構剛度矩陣{F} =隨時間變化的載荷函數(shù){u} =節(jié)點位移矢量{?} =節(jié)點速度矢量{ü} =節(jié)點加速度矢量15動力學-基本概念和術語

求解方法如何求解通用運動方程?兩種主要方法：模態(tài)疊加法直接積分法模態(tài)疊加法按自然頻率和模態(tài)將完全耦合的通用運動方程轉化為一組獨立的非耦合方程可以用來處理瞬態(tài)動力學分析和諧響應分析詳見第六章16動力學-基本概念和術語

求解方法（接上頁）直接積分法直接求解運動方程在諧響應分析中，因為載荷和響應都假定為諧函數(shù)，所以運動方程是以干擾力頻率的函數(shù)而不是時間的函數(shù)的形式寫出并求解的對于瞬態(tài)動力學，運動方程保持為時間的函數(shù)，并且可以通過顯式或隱式的方法求解17動力籠學縱-簽基本碑概念工和術鍛語求解方吩法（萍接上頁伐）顯式求司解方法也稱為建閉式求啦解法或死預測求挪解法積分時唉間步Dt必須斯很小肯，但畏求解下速度膏很快近（沒頃有收勺斂問托題）可用于構波的傳遇播，沖霉擊載荷幫和高度叔非線性吵問題ANS弊YS-安LS/當DYN細A就是使捉用這種蹄方法，得此處不將作介紹隱式求韻解法也可成荷為開式佛求解法步或修正芳求解法積分時敞間步Dt可以澡較大碑，但卵方程望求解多時間真較長害（因豬為有寫收斂居問題倡）除了Dt必須很住小的問績題以外洗，對大幫多數(shù)問言題都是遲有效的AN品SY盒S使用Ne銀wm簡ar華k時間黨積分億方法18動力綱學京-尚基本薄概念曉和術驅(qū)語求解方疤法（桑接上頁為）顯式方共法當前芝時間忽點的罰位移{u}t由包含杠時間點t-1的方程歉推導出需來有條距件穩(wěn)儀定:如果Dt超過初結構懷最小遷周期辜的確裂定百敏分數(shù)乘,計醋算位慘移和喪速度裝將無老限增秧加隱式廊方法當前秧時間養(yǎng)點的扒位移{u怕}t由包源含時央間點t的方程瓜推導出罩來無條濃件穩(wěn)極定:Dt的大銅小僅似僅受狂精度降條件寶控制歇,煩無穩(wěn)碌定性誕。19動力學就-些基本概祥念和術千語建模誰要考唇慮的咽問題幾何日形狀遼和網(wǎng)稼格劃回分材料性盈質(zhì)各種非喘線性幾何形姥狀和網(wǎng)譯格劃分井:一般放同于狐靜態(tài)蛛分析璃要考霧慮的凳問題要包迅括能晴充分待描繪隊模型銹幾何盼形狀坦所必固須的芳詳細普資料在關語心應仆力結副果的慎區(qū)域喜應進約行詳頓細的君網(wǎng)格緣瑞劃分書，在顯僅關援心位魂移結恨果的嗽時候該，粗瞇糙的文網(wǎng)格危劃分則可能沾就足霸夠了20動力貴學損-誰基本愛概念濱和術刊語建模估要考快慮的芽問題炮（接柔上頁歡）材料惑性質(zhì)旨:需要定戚義楊氏影模量和升密度請記每住要晝使用艇一致址的單麥位當使撒用英互制單惠位時蹈，對奪于密豆度，修要定曉義質(zhì)相量密竟度而塵不是景重力炭密度餃：質(zhì)量密絞度=重力密溪度（lb/斬in3）活/資g淚（i壩n/要se挖c2）鋼的密利度=文02閃83/物386歐=患73x邀10轎-4扶l縱b-災se糞c2/i沖n421動力竊學夢-踢基本革概念才和術做語建模賀要考應慮的學問題汁（接頑上頁令）非線兔性膽（大躁變形怠，接寶觸，貓塑性格等等司）：僅在塑完全丈瞬態(tài)頌動力捎學分潔析中英允許心使用名。在所有撈其它動土力學類炮型中（獨如模態(tài)臨分析、鈔諧波分柜析、譜崖分析以貴及簡化亮的模態(tài)彩疊加瞬踏態(tài)分析恢等）猴，非線莫性問題裙均被忽加略，也極就是說長最初的播非線性慶狀態(tài)將箱在整個臘非線性來求解過芒程中一鈴直保持價不變。2212BE則AM辰3動力賭學僵-豎基本雨概念稍和術加語質(zhì)量饑矩陣對于動論力學分農(nóng)析需要繡質(zhì)量矩慕陣[M]，并且戒這個凈質(zhì)量詞矩陣隊是按襖每個晨單元錦的密尿度以羽單元鏈計算呈出來純的。有兩種慎類型的訴質(zhì)量矩俗陣[M]:一致質(zhì)耳量矩陣和集中質(zhì)叔量矩陣哪，對于2-D梁單元BE致AM吩3，其質(zhì)量脹分布矩踐陣和集徐中質(zhì)量缸矩陣如砌下所示評：23動力仁學享-礎基本架概念捷和術側語質(zhì)量矩出陣（接上頁捕）一致恭質(zhì)量餃矩陣通過單沫元形函斬數(shù)計算過出來；是大堤多數(shù)女單元五的缺躺省選摸項；某些挺單元狠有一腸種稱幼為簡化監(jiān)質(zhì)量那矩陣的特殊消形式的捏質(zhì)量矩喊陣，其竹中對應公于轉動譯自由度腫的各元鄭素均被最置零。集中浴質(zhì)量侍矩陣質(zhì)量被拌單元各煮節(jié)點所侍平分，飯非對角鳳線元素熄均為零簽；通過分爛析選項駐來激活壓。24動力嘩學沃-癢基本題概念迷和術捆語質(zhì)量矩戴陣（接上頁主）應當攏采用圈哪種中質(zhì)量圈矩陣描?對大多例數(shù)分析軟來說，爭一致質(zhì)濫量矩陣儲為缺省悠設定；若結為構在撇一個驢方向側的尺腸寸與睛另兩安個方繭向相葉比很垂小時敗，可搭采用震簡化基質(zhì)量捉矩陣劣（如剩果可抄能得警到的疼話）歷或集懇中質(zhì)受量矩合陣例嗚如細安長的捐梁或筐很薄臺的殼宋；集中質(zhì)達量矩陣這可用于灶波的傳請播問題因。25動力頌學吹-餃基本回概念之和術想語阻尼什么是迅阻尼?阻尼往是一里種能垂量耗貧散機咽制，飄它使鎖振動尤隨時榴間減辨弱并騰最終哥停止阻尼芹的數(shù)肯值主愿要取禽決于葛材料狐、運康動速爹度和婦振動羞頻率阻尼可屋分類如趟下：粘性阻唐尼滯后鍬或固持體阻叛尼庫侖吉或干逼摩擦倘阻尼26動力學兇-衛(wèi)基本概連念和術積語阻尼（接上時頁）粘性替阻尼粘性汽阻尼送一般盼物體香在液綢體中拘運動予時發(fā)澆生由于荷阻尼蛇力與銀速度流成正欄比，緩因此刑在動鵲力學委分析才中要用考慮揪粘性誼阻尼比例秩常數(shù)c稱作錘阻尼洞常數(shù)通常用阻尼稼比x（阻尼常販數(shù)c對臨彩界阻估尼常俗數(shù)cc*的比值喚）來量以化表示臨界阻巨尼定義加為出現(xiàn)擦振蕩和衣非振蕩族行為之共間的阻和尼的極后值,奴此處阻挽尼比善=1闊0*對一藍個質(zhì)臥量為m駕，頻率兄為w的單栗自由疑度彈缸簧質(zhì)庭量系暑統(tǒng),cc=荷2mw注意族:延阻尼累比x愉=對于塘螺栓輔或鉚松釘鏈腐接結灑構為辣2%棒到15%27動力學帽-愛基本概攪念和術眨語阻尼（接上編頁）滯后和昂固體阻慌尼是材包料的噴固有湊特性在動深力學豆分析浙中應紙該考熱慮認識還海不是很果透徹，亡因此很痕難定量多的確定庫侖或眉干摩擦曠阻尼物體插在干振表面樹上滑溜動時痕產(chǎn)生皇的阻界尼阻尼瞇力與唯垂直枯于表默面的班力成運正比比例常奶數(shù)m就是摩監(jiān)擦系數(shù)動力司學分礎析中介一般烈不予蠻考慮28動力學濤-劣基本概置念和術沫語阻尼（接上敵頁）AN除SY蓋S允許牌上述俘所有隸三種醉形式言的阻污尼通過規(guī)券定阻尼槳比x,R奶ayl孫eig亦h阻尼常溪數(shù)a（后面落將進鼻行討庭論）倉，或宵定義邊帶有焦阻尼旗矩陣揪的單打元，扭可將赴粘性烤阻尼觀納入姨考慮通過致規(guī)定柏另一肺種Ra紀yl驕ei襲gh阻尼常沈數(shù)b（后面型將進挑行討日論）豪可將蓋滯后剝或固鐘體阻贊尼納渾入考膀慮通過柱規(guī)定誰帶有棉摩擦壟性能浮的接騙觸表圖面單俗元和病間隙幣單元項，可芹將庫漢侖阻篇尼納匹入考灰慮，斧（此膨處不創(chuàng)進行餡討論曠，可應參見ANS疤YS結構分鍛析指南爺）29動力寶學搖-起基本技概念太和術勤語阻尼（接上截頁）Ray腥lei譜gh阻尼醋常數(shù)a和b用作矩德陣[M]和解[K]的乘只子來系計算[C]:[C帝]湊=a[M]欄+b[K]a/2w+bw/2借=x此處w是頻率,x是阻催尼比在不顆能定雷義阻祖尼比x時，猶需使埋用這物兩個勿阻尼敬常數(shù)a是粘度解阻尼分呆量，b是滯后數(shù)或固體畢或剛度燭阻尼分葛量30動力堡學牧-同基本藏概念濃和術斑語阻尼（接上頁滅）a阻尼亦可稱文作質(zhì)量乒阻尼如果忽數(shù)略b阻尼旗，a可通過課只有當遇粘度阻則尼是主外要因素慎時才規(guī)閱定此值粗，如在功進行各礦種水下皺物體、憶減震器捎或承受架風阻力灘物體的屈分析時已知窮值x（阻尼比頂）和已托知頻稿率w來計算像：a=程2xw因為只仁允許有破一個a值,粉所以殊要選款用最勇主要領的響陣應頻亭率來噸計算aa=3120531動力貌學渴-逝基本向概念紗和術場語阻尼（接上威頁）b阻尼亦可繪稱作諒結構穿或剛虹度阻造尼是