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...

弗朗索瓦

　　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。



　　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. 
   
3. 　　MP,EX,1,4E9 !定义1号材料的弹性模量
   
4. 
   
5. 　　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
   
6. 
   
7. 　　MP,PRXY,1,0.3 !设定1号材料的泊松比
   
8. 
   
9. 　　ET,1,BEAM3 ! 选取单元类型1(梁)
   
10. 
    
11. 　　ET,2,COMBIN14,,,2 ! 选取单元类型2(弹簧)
    
12. 
    
13. 　　ET,3,MASS21,,,3 ! 选取单元类型3(质量块), 设置KEYOPT(3)=3
    
14. 
    
15. 　　R,1,2400 ! 设定实常数No.1，前悬架支撑的弹簧系数k1 = 2400
    
16. 
    
17. 　　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)
    
18. 
    
19. 　　R,3,100,1600 ! 设定实常数No.3，MASS=100, IZZ=1600，当KEYOPT(3)=3时
    
20. 
    
21. 　　R,4,10,10,10 ! 设定实常数No.4，梁参数(任意)
    
22. 
    
23. 　　R,5,2600 ! 设定实常数No.5，后悬架支撑的弹簧系数k2= 2600
    
24. 
    
25. 　　N,1 ! 生成节点1
    
26. 
    
27. 　　N,2,,1 ! 生成节点2
    
28. 
    
29. 　　N,3,4.5,1 ! 生成节点3
    
30. 
    
31. 　　N,4,10,1 ! 生成节点4
    
32. 
    
33. 　　N,5,10 ! 生成节点5
    
34. 
    
35. 　　TYPE,2 ! 设定弹簧单元
    
36. 
    
37. 　　E,1,2 ! 生成前悬架支撑(弹簧单元)
    
38. 
    
39. 　　MAT,1 ! 设定为材料No.1
    
40. 
    
41. 　　TYPE,1 ! 设定单元No.1，即梁单元
    
42. 
    
43. 　　REAL,2 ! 设定实常数No.2
    
44. 
    
45. 　　E,2,3 ! 生成前车体(梁单元)
    
46. 
    
47. 　　TYPE,3 ! 设定质量块单元
    
48. 
    
49. 　　REAL,3 ! 设
    
50. 
    
51. 　　REAL,3 ! 设定实常数No.3
    
52. 
    
53. 　　E,3 ! 生成质量块单元
    
54. 
    
55. 　　TYPE,1 ! 设定梁单元
    
56. 
    
57. 　　REAL,4 ! 设定实常数No.4
    
58. 
    
59. 　　E,3,4 ! 生成后车体(梁单元)
    
60. 
    
61. 　　TYPE,2 ! 设定弹簧单元
    
62. 
    
63. 　　REAL,5 ! 设定实常数No.5
    
64. 
    
65. 　　E,4,5 ! 生成后悬架支撑(弹簧单元)
    
66. 
    
67. 　　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
    
68. 
    
69. 　　D,3,UX ! 对节点3施加UX固定的位移约束
    
70. 
    
71. 　　FINISH !结束前处理
    
72. 
    
73. 　　/SOLU !进入求解模块
    
74. 
    
75. 　　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
    
76. 
    
77. 　　SOLVE !求解
    
78. 
    
79. 　　*GET,FREQ1,MODE,1,FREQ !提取第1阶模态共振频率，并赋值给参数FREQ1
    
80. 
    
81. 　　*GET,FREQ2,MODE,2,FREQ !提取第2阶模态共振频率，并赋值给参数FREQ2
    
82. 
    
83. 　　*STATUS !列出所有参数的内容
    
84. 
    
85. 　　!%%%% [ANSYS算例]7_2(2) %%%%% end %%%%%
    
86. 
    
87. 　　
    
88. 
    
89. 　　*SET,long,2.62 !梁长度40
    
90. 
    
91. 　　*SET,ne,80 !单元数量20
    
92. 
    
93. 　　*SET,dl,long/ne
    
94. 
    
95. 　　*SET,nn,ne+1 !节点数量20+1
    
96. 
    
97. 　　*SET,ff,2000 !集中力2000
    
98. 
    
99. 　　*SET,vv,80 !移动速度80m/s
    
100. 
     
101. 　　*SET,dt,dl/vv !每个单元上的时间
     
102. 
     
103. 　　! 建模
     
104. 
     
105. 　　/PREP7
     
106. 
     
107. 　　ET,1,BEAM3
     
108. 
     
109. 　　R,1,0.02750,0.000086,0.137, , , ,
     
110. 
     
111. 　　MP,EX,1,2.09e11
     
112. 
     
113. 　　MP,PRXY,1,0.3
     
114. 
     
115. 　　MP,DENS,1,7890
     
116. 
     
117. 　　! 循环命令创建节点
     
118. 
     
119. 　　*do,i,1,nn,1
     
120. 
     
121. 　　n,i,(i-1)*dl
     
122. 
     
123. 　　*enddo
     
124. 
     
125. 　　!创建单元
     
126. 
     
127. 　　*do,i,1,ne
     
128. 
     
129. 　　E,i,i+1
     
130. 
     
131. 　　*enddo
     
132. 
     
133. 　　ET,2,COMBIN14,,,2 ! 选取单元类型2(弹簧)
     
134. 
     
135. 　　R,2,1e9 ! 设定实常数No.1，前悬架支撑的弹簧系数k1 = 2400
     
136. 
     
137. 　　R,3,2e9 ! 设定实常数No.5，后悬架支撑的弹簧系数k2= 2600
     
138. 
     
139. 　　N,82,0,-1
     
140. 
     
141. 　　N,83,long,-1
     
142. 
     
143. 　　TYPE,2 ! 设定弹簧单元
     
144. 
     
145. 　　REAL,2
     
146. 
     
147. 　　E,1,82 ! 生成前悬架支撑(弹簧单元)
     
148. 
     
149. 　　TYPE,2 ! 设定弹簧单元
     
150. 
     
151. 　　REAL,3
     
152. 
     
153. 　　E,81,83 ! 生成前悬架支撑(弹簧单元)
     
154. 
     
155. 　　finish
     
156. 
     
157. 　　!加载求解
     
158. 
     
159. 　　/sol
     
160. 
     
161. 　　D,82,ALL
     
162. 
     
163. 　　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
     
164. 
     
165. 　　D,1,UX ! 对节点3施加UX固定的位移约束
     
166. 
     
167. 　　ANTYPE,4 !分析类型为瞬态分析
     
168. 
     
169. 　　TRNOPT,FULL !解析方法为full法
     
170. 
     
171. 　　OUTRES,BASI,ALL !输出每一子步的基本结果
     
172. 
     
173. 　　KBC,1.0 !指定荷载步变化为阶越
     
174. 
     
175. 　　TIMINT,0 !不考虑瞬态影响
     
176. 
     
177. 　　NSUBST,4,8,0 !子步数为4步，最大不超过8步
     
178. 
     
179. 　　TIME,1e-10 !加载结束时间1e-10s
     
180. 
     
181. 　　sstif,on !应力钢化效应打开
     
182. 
     
183. 　　ACEL,0,-9.8,0 !施加y方向的加速度9.8
     
184. 
     
185. 　　solve
     
186. 
     
187. 　　timint,on !考虑瞬态影响
     
188. 
     
189. 　　NSUBST,5,0 !子步数为5
     
190. 
     
191. 　　OUTRES,ALL,ALL
     
192. 
     
193. 　　*do,ii,1,20,1
     
194. 
     
195. 　　time,ii*dt
     
196. 
     
197. 　　fdele,all,all
     
198. 
     
199. 　　*do,iii,1,ii,1
     
200. 
     
201. 　　nsel,s,loc,x,iii*dl
     
202. 
     
203. 　　f,all,fy,-(2*(21-iii)-1)/400*ff
     
204. 
     
205. 　　*enddo
     
206. 
     
207. 　　allsel
     
208. 
     
209. 　　solve
     
210. 
     
211. 　　*enddo
     
212. 
     
213. 　　*do,ii,21,80,1
     
214. 
     
215. 　　time,ii*dt
     
216. 
     
217. 　　fdele,all,all
     
218. 
     
219. 　　*do,iii,ii-20,ii,1
     
220. 
     
221. 　　nsel,s,loc,x,(iii)*dl
     
222. 
     
223. 　　f,all,fy,-(2*(21+iii-ii)-1)/400*ff
     
224. 
     
225. 　　*enddo
     
226. 
     
227. 　　allsel
     
228. 
     
229. 　　solve
     
230. 
     
231. 　　*enddo
     
232. 
     
233. 　　*do,ii,81,100,1
     
234. 
     
235. 　　time,ii*dt
     
236. 
     
237. 　　fdele,all,all
     
238. 
     
239. 　　*do,iii,ii,100,1
     
240. 
     
241. 　　nsel,s,loc,x,(iii-20)*dl
     
242. 
     
243. 　　f,all,fy,-(2*(iii-80)-1)/400*ff
     
244. 
     
245. 　　*enddo
     
246. 
     
247. 　　allsel
     
248. 
     
249. 　　solve
     
250. 
     
251. 　　*enddo
     
252. 
     
253. 　　FINISH
     
254. 
     
255. 　　/POST26
     
256. 
     
257. 　　FILE,'file','rst','.' !! f为文件名
     
258. 
     
259. 　　NSOL,2,nn/2+1,U,Y,uy_m
     
260. 
     
261. 　　PLVAR,2, , , , , , , , , ,
     
262. 
     
263. 　　!DERIV,3,2, , , , , ,1,
     
264. 
     
265. 　　!PLVAR,3, , , , , , , , , ,
     
266. 
     
267. 　　!/post1
     
268. 
     
269. 　　!SET,NE/2+1,LAST
     
270. 
     
271. 　　!PLNSOL,U,Y,0,1.0
     

复制代码

转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_13976dbd50102w1qd.html