batista 发表于 2008-8-21 16:30

结构动力学,三层钢架的自振频率问题

我试着想计算一个结构动力学书上的例题,三层钢架,求自振频率和振型,
但是计算结果和书上的结果相差很大,不知道是什么问题,请高手指教!
命令流如下:
/PREP7
ET,1,BEAM3
R,1,0.3    ,    0.3*1.10823**3/12,1.10823, , , ,
R,2,0.3*2,2*0.3*1.10823**3/12,1.10823, , , ,
R,3,0.3*2.5,2.5*0.3*1.10823**3/12,1.10823, , , ,
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,1,,3e10   
MPDATA,PRXY,1,,0.167
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
MPDATA,DENS,1,,0
ET,2,MASS21
KEYOPT,2,3,4
R,4,180000,180000, , , , ,
R,5,180000*1.5,180000*1.5, , , , ,
K,1,0,0,0,
K,2,0,5,0,
K,3,0,10,0,
K,4,0,15,0,
LSTR,       1,       2
LSTR,       2,       3
LSTR,       3,       4
LESIZE,ALL, , ,10, ,1, , ,1,
REAL,       1   
LMESH,       3
REAL,       2   
LMESH,       2
REAL,       3   
LMESH,       1
TYPE,   2   
REAL,       4   
e,2
TYPE,   2   
REAL,       5   
e,1
e,12
FINISH
/SOL
ANTYPE,2
MXPAND, 3
MODOPT, REDUC, , , , 10
D,22,ALL
M, 1, UX
M, 2, UX
M, 12, UX
solve

[ 本帖最后由 batista 于 2008-8-21 16:33 编辑 ]

16443 发表于 2008-8-22 09:26

把书上的计算方法也说一下,才好比较。
还要注意计算结果的单位:角频率和圆频率。

batista 发表于 2008-8-22 11:02

书上就是先求特征值,然后频率振型!
我知道ANSYS算出来的频率,与书上求得的频率应该存在2Pi倍数的关系!

batista 发表于 2008-8-25 10:00

书中原题如下,还请高手指点:
试求某三层钢架的自振频率和振型,已知各层楼面的质量(包括柱子的质量)自上到下分别为
m1=180000kg,m2=270000kg,m3=270000kg;
各层的侧移劲度分别为
k1=98000kN/m,k2=196000kN/m,k3=245000kN/m
(横梁变形略去不计)。

由书中的圆频率结果除以两倍的圆周率得工程频率为:
f1=2.140,f2=4.798,f3=7.426

batista 发表于 2008-9-9 10:42

今天发现我的命令流里面截面尺寸选的不对,
为了使刚度与书中例题一致,重新调整了截面,
将1.10823替换为1.75921,
但是计算结果与书中例题仍然相距甚远,
按照刚度不变的原则,调整截面尺寸,发现,
Ansys计算结果之间是一致的。

请高手帮忙分析下,为什么和书中例题结果就是对不上呢!

batista 发表于 2008-9-9 10:45

插个图!请高手指点!

batista 发表于 2008-9-10 09:55

今天的发现:
1、不管是否赋予梁单元重度,泊松比对结构的频率结果没有影响;
2、约束所有节点的X向自由度,就可以不采用自由度缩减法,结果几乎没有影响。

chourhy 发表于 2008-9-14 10:51

你的模型有问题,
已知各层的侧移劲度分别为
k1=98000kN/m,k2=196000kN/m,k3=245000kN/m
(横梁变形略去不计)。
但是你并没有把各层的刚度考虑进去,或者用BEAM3模拟的有问题,这个你完全可以用弹簧单元模拟各层间质量单元的劲度

sxman 发表于 2008-9-14 21:54

SET   TIME/FREQ    LOAD STEP   SUBSTEPCUMULATIVE
   1    0.67801E-01         1         1         1
   2   0.15161             1         2         2
   3    0.23487             1         3         3

这是我算出的频率,经过相似例题验证,完全正确,我采用14和21单元模拟模型,忽略重力影响。你所建立的模型应该和书上不符,书本一般都是把质量集中到3个点,然后建立模型,意味着竖向刚度引起的响应不予考虑。如果你坚持用beam3单元,建议你试一下,把k值转化为e值,模拟侧向刚度。
   补充一下,我采用的验证实例来自《结构动力学》-机械工业出版社,殴进萍主审,例4.3.

[ 本帖最后由 sxman 于 2008-9-14 21:57 编辑 ]

batista 发表于 2008-9-15 15:54

十分谢谢chourhy和sxman!

我试着模拟了刚架的横梁,但是结果还是不对!

我不是坚持使用beam3,只是别的单元不熟悉,呵呵!

[ 本帖最后由 batista 于 2008-9-15 15:59 编辑 ]

batista 发表于 2008-9-18 07:50

sxman,如何采用14和21单元模拟模型呢?
可否共享下命令流?
十分感谢啊!

batista 发表于 2008-9-23 09:25

我的帖子快沉了,希望sxman同学快些出现!
最近一点进展都没有,我试着用14和21单元模拟模型,
设置弹簧的K为刚架的侧移刚度,
但是不确定该如何建模,算出来的东西,也很奇怪。
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