69217717 发表于 2008-4-9 10:13

求助:有限元程序验证

我的有限元程序是采用三维六面体单元来计算自振频率。现在我对这程序作了初步的验证,计算了悬臂梁,两端自由固定梁的前几阶自振频率,也理论值与ansys比较,误差在1%~2%之间。对于这样的结果,我还是不能确定程序的正确性。请高手指点一下,我接下来还应该怎么去验证,谢谢!

顺便问一下,有没有人见过用三维六面体单元来计算梁板自振频率的实例啊,有的话告诉我一下,不胜感激!!!

16443 发表于 2008-4-9 22:13

这种情况下ansys的结果与理论的结果误差在5%以内。
通过实验或者数值仿真验证了一般也就足够了吧。

69217717 发表于 2008-4-9 22:53

谢谢噢,最主要我算了个简支梁的自振频率,与ansys比较接近,而与理论值差好多,所以我很是怀疑它的正确性。

欧阳中华 发表于 2008-4-12 15:56

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    这个问题好像很简单,但实际上不简单。

数学上存在解析,物理里仅仅是近似,因为实际问题采用任何一种物理模型来描述时就存在了近似... ..

    悬臂梁指的是一端固定,而另一端自由的梁,梁就是沿长度方向的尺寸大于大于其它两个方向的结构,一般来说,梁的内力(剖面弯矩和剪力)都会引起梁的横向位移,当梁的长度越是大于其它两个方向的尺寸,弯矩就越是引起横向变形的主要成分;反之,剪力成了主要成分,与其对应,就出现了弯曲梁和剪切梁的叫法。

   不同资料上给出的悬臂梁(或简支梁)固有频率计算公式往往都是弯曲梁模型,也就是这种公式仅仅适用于长梁的低阶固有频率的计算,梁越短或模态阶数越高误差越大,直至荒谬。

   有限元也是包含各种单元,一是几何形状(三角、矩形、任意四边等等)、二是力学模型(膜、板、壳等等),再是插值模式(插值模式、插值阶数等等),当然这些还是假设物理与变形关系相同的。所以进行比较时应该综合考虑这些因素,起码相同单元(上面说得那些都得相同),同时网格也得相同,否则比较没有什么意义。

   很多问题很难证明对错的,从来没有见过那个商业程序说它能解多大规模的题,达到的精度是多少,速度如何的快,因为不同问题,不同的模型处理都是不一样的,程序仅仅是一个工具,当然它有它的正确性,但仅仅是得到正确结果的前提,而并不代表用来得到结果的正确与精度... ..

[ 本帖最后由 欧阳中华 于 2008-4-12 16:19 编辑 ]

69217717 发表于 2008-4-12 22:35

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谢谢。
我的程序主要是用来计算声表面波器件的模态的,现在计算梁的固有频率主要是对他进行验证,主要是为了下一步的工作。我选的梁尺寸是长1m,宽0.02m,高0.02m,ansys与我程序划分的网格相同,单元也相同,只是节点编号不同。

16443 发表于 2008-4-18 16:46

回复 4楼 的帖子

教授考虑的全面,领教了。
以后多项教授学习。
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