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[振动利用] 简支梁振动模型(轴承简化为弹簧)(汽车悬挂系统的振动模态...

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发表于 2016-5-16 14:04 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  一个简单的汽车系统如图7-2所示,若将其处理成平面系统,可以由车身(梁)、承重、前后支撑组成,汽车悬架振动系统可以简化地看作由以下两个主要运动组成:运动体系在垂直方向的线性运动以及车身质量块的旋转运动,对该系统进行模态分析。模型中的各项参数如表7-1所示,为与文献结果进行比较,这里采用了英制单位。

17.jpg

  采用2D的计算模型,使用梁单元2-D Elastic Beam Elements (BEAM3)来等效车身,使用弹簧单元Spring-Damper Elements (COMBIN14)来等效车体的前后悬架支撑,使用质量块单元Structural Mass Element (MASS21)来等效车身质量。

  1.   ANTYPE,MODAL !设定为模态分析

  2.   MP,EX,1,4E9 !定义1号材料的弹性模量

  3.   MP,DENS,1,0 !定义1号材料的密度,设置为零,则材料对振动不起作用

  4.   MP,PRXY,1,0.3 !设定1号材料的泊松比

  5.   ET,1,BEAM3 ! 选取单元类型1(梁)

  6.   ET,2,COMBIN14,,,2 ! 选取单元类型2(弹簧)

  7.   ET,3,MASS21,,,3 ! 选取单元类型3(质量块), 设置KEYOPT(3)=3

  8.   R,1,2400 ! 设定实常数No.1,前悬架支撑的弹簧系数k1 = 2400

  9.   R,2,10,10,10 ! 设定实常数No.2,梁单元所需要的参数(这里可以设定为一个任意值)

  10.   R,3,100,1600 ! 设定实常数No.3,MASS=100, IZZ=1600,当KEYOPT(3)=3时

  11.   R,4,10,10,10 ! 设定实常数No.4,梁参数(任意)

  12.   R,5,2600 ! 设定实常数No.5,后悬架支撑的弹簧系数k2= 2600

  13.   N,1 ! 生成节点1

  14.   N,2,,1 ! 生成节点2

  15.   N,3,4.5,1 ! 生成节点3

  16.   N,4,10,1 ! 生成节点4

  17.   N,5,10 ! 生成节点5

  18.   TYPE,2 ! 设定弹簧单元

  19.   E,1,2 ! 生成前悬架支撑(弹簧单元)

  20.   MAT,1 ! 设定为材料No.1

  21.   TYPE,1 ! 设定单元No.1,即梁单元

  22.   REAL,2 ! 设定实常数No.2

  23.   E,2,3 ! 生成前车体(梁单元)

  24.   TYPE,3 ! 设定质量块单元

  25.   REAL,3 ! 设

  26.   REAL,3 ! 设定实常数No.3

  27.   E,3 ! 生成质量块单元

  28.   TYPE,1 ! 设定梁单元

  29.   REAL,4 ! 设定实常数No.4

  30.   E,3,4 ! 生成后车体(梁单元)

  31.   TYPE,2 ! 设定弹簧单元

  32.   REAL,5 ! 设定实常数No.5

  33.   E,4,5 ! 生成后悬架支撑(弹簧单元)

  34.   D,1,UX,,,5,4,UY ! 对节点1以及节点5施加UX以及UY固定的位移约束

  35.   D,3,UX ! 对节点3施加UX固定的位移约束

  36.   FINISH !结束前处理

  37.   /SOLU !进入求解模块

  38.   MODOPT,LANB,5,0.001,100 !设定LANB方法求解,可求5阶,频率范围0.001至100

  39.   SOLVE !求解

  40.   *GET,FREQ1,MODE,1,FREQ !提取第1阶模态共振频率,并赋值给参数FREQ1

  41.   *GET,FREQ2,MODE,2,FREQ !提取第2阶模态共振频率,并赋值给参数FREQ2

  42.   *STATUS !列出所有参数的内容

  43.   !%%%% [ANSYS算例]7_2(2) %%%%% end %%%%%

  44.   

  45.   *SET,long,2.62 !梁长度40

  46.   *SET,ne,80 !单元数量20

  47.   *SET,dl,long/ne

  48.   *SET,nn,ne+1 !节点数量20+1

  49.   *SET,ff,2000 !集中力2000

  50.   *SET,vv,80 !移动速度80m/s

  51.   *SET,dt,dl/vv !每个单元上的时间

  52.   ! 建模

  53.   /PREP7

  54.   ET,1,BEAM3

  55.   R,1,0.02750,0.000086,0.137, , , ,

  56.   MP,EX,1,2.09e11

  57.   MP,PRXY,1,0.3

  58.   MP,DENS,1,7890

  59.   ! 循环命令创建节点

  60.   *do,i,1,nn,1

  61.   n,i,(i-1)*dl

  62.   *enddo

  63.   !创建单元

  64.   *do,i,1,ne

  65.   E,i,i+1

  66.   *enddo

  67.   ET,2,COMBIN14,,,2 ! 选取单元类型2(弹簧)

  68.   R,2,1e9 ! 设定实常数No.1,前悬架支撑的弹簧系数k1 = 2400

  69.   R,3,2e9 ! 设定实常数No.5,后悬架支撑的弹簧系数k2= 2600

  70.   N,82,0,-1

  71.   N,83,long,-1

  72.   TYPE,2 ! 设定弹簧单元

  73.   REAL,2

  74.   E,1,82 ! 生成前悬架支撑(弹簧单元)

  75.   TYPE,2 ! 设定弹簧单元

  76.   REAL,3

  77.   E,81,83 ! 生成前悬架支撑(弹簧单元)

  78.   finish

  79.   !加载求解

  80.   /sol

  81.   D,82,ALL

  82.   D,83,ALL ! 对节点1以及节点5施加UX以及UY固定的位移约束

  83.   D,1,UX ! 对节点3施加UX固定的位移约束

  84.   ANTYPE,4 !分析类型为瞬态分析

  85.   TRNOPT,FULL !解析方法为full法

  86.   OUTRES,BASI,ALL !输出每一子步的基本结果

  87.   KBC,1.0 !指定荷载步变化为阶越

  88.   TIMINT,0 !不考虑瞬态影响

  89.   NSUBST,4,8,0 !子步数为4步,最大不超过8步

  90.   TIME,1e-10 !加载结束时间1e-10s

  91.   sstif,on !应力钢化效应打开

  92.   ACEL,0,-9.8,0 !施加y方向的加速度9.8

  93.   solve

  94.   timint,on !考虑瞬态影响

  95.   NSUBST,5,0 !子步数为5

  96.   OUTRES,ALL,ALL

  97.   *do,ii,1,20,1

  98.   time,ii*dt

  99.   fdele,all,all

  100.   *do,iii,1,ii,1

  101.   nsel,s,loc,x,iii*dl

  102.   f,all,fy,-(2*(21-iii)-1)/400*ff

  103.   *enddo

  104.   allsel

  105.   solve

  106.   *enddo

  107.   *do,ii,21,80,1

  108.   time,ii*dt

  109.   fdele,all,all

  110.   *do,iii,ii-20,ii,1

  111.   nsel,s,loc,x,(iii)*dl

  112.   f,all,fy,-(2*(21+iii-ii)-1)/400*ff

  113.   *enddo

  114.   allsel

  115.   solve

  116.   *enddo

  117.   *do,ii,81,100,1

  118.   time,ii*dt

  119.   fdele,all,all

  120.   *do,iii,ii,100,1

  121.   nsel,s,loc,x,(iii-20)*dl

  122.   f,all,fy,-(2*(iii-80)-1)/400*ff

  123.   *enddo

  124.   allsel

  125.   solve

  126.   *enddo

  127.   FINISH

  128.   /POST26

  129.   FILE,'file','rst','.' !! f为文件名

  130.   NSOL,2,nn/2+1,U,Y,uy_m

  131.   PLVAR,2, , , , , , , , , ,

  132.   !DERIV,3,2, , , , , ,1,

  133.   !PLVAR,3, , , , , , , , , ,

  134.   !/post1

  135.   !SET,NE/2+1,LAST

  136.   !PLNSOL,U,Y,0,1.0
复制代码



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