基于ANSYS WORKBENCH的有预应力的模态分析

本篇文章举一个在WB中进行有预应力的模态分析的例子。该例子来自于《ANSYS机械工程应用精华50例》（第3版），原书是在在经典界面中做的，而且有解析解可以对照。

本文则用WB进行操作，问题如下。

【问题】一根两端被固定的张紧的弦，已知其长度为1米，横截面积为10（-6）平方米，密度为7800kg/m3,张紧力为2000N，计算其固有频率。

为解决这个问题，在WB中操作如下。

1. 创建一个带预应力的模态分析系统

2.编辑材料属性

双击Engineering Data，编辑材料属性

3.创建几何模型

双击Geometry，进入DM,设置长度的单位是米。

创建一个草图，该草图是一根直线，长1米。

 

根据该草图得到线体

结果如下

创建截面。矩形截面，保证横截面积与题目一致。

 

将该截面赋给上述线体作为其截面属性

退出DM,然后双击model进入到mechanical中。

下面的分析在（1）中进行。

4.进行静力学分析

划分网格。将直线划分为20等份。

设置直线没有Z方向的位移

设置左端点没有X,Y方向的位移

设置右端点没有Y方向的位移

给右端点施加水平向右的2000N的力。

求解静力学问题，查看变形

可见，弦被拉伸了10mm。

查看拉伸应力

所有点有同样的拉伸应力，为2000MPa，这是一个较大的数据。

静力学分析完毕。树形图如下图，下面的分析在（2）中进行。

5.进行模态分析

设置分析前10阶模态

开始计算,计算完毕查看固有频率

可见，第一阶模态没有意义。从第二阶模态开始，前5阶模态与理论一致。后面则开始出现偏差。用经典界面计算也会有类似的问题。

来源：宋博士的博客，版权归作者所有。