1、CopyrightCopyrightANSYS教學(xué)算例集11-龍門起重機(jī)瞬態(tài)分析撰寫：孟志華審核： 校對：2018年09月30日關(guān)鍵字：瞬態(tài)分析、遠(yuǎn)程力、完全法、模態(tài)疊加法算例來源：ANSYS Mechanical 線性和非線性動力學(xué)培訓(xùn)目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc528759411 1. 摘要 PAGEREF _Toc528759411 h 1 HYPERLINK l _Toc528759412 2. 案例描述 PAGEREF _Toc528759412 h 1 HYPERLINK l _Toc528759413 3. 操作步驟 PAGEREF _

2、Toc528759413 h 1 HYPERLINK l _Toc528759414 3.1. 啟動ANSYS Workbench，設(shè)置單位制 PAGEREF _Toc528759414 h 1 HYPERLINK l _Toc528759415 3.2. 解壓縮模型文件 PAGEREF _Toc528759415 h 2 HYPERLINK l _Toc528759416 3.3. 將分析系統(tǒng)拖拽到項(xiàng)目管理窗口 PAGEREF _Toc528759416 h 2 HYPERLINK l _Toc528759417 3.4. 雙擊Edit，進(jìn)入Mechanical PAGEREF _Toc52

3、8759417 h 4 HYPERLINK l _Toc528759418 3.5. 前處理 PAGEREF _Toc528759418 h 5 HYPERLINK l _Toc528759419 3.6. 后處理 PAGEREF _Toc528759419 h 10 HYPERLINK l _Toc528759420 4. 分析小結(jié) PAGEREF _Toc528759420 h 14摘要本算例模型由龍門起重機(jī)組成，起重機(jī)的重量為5噸。本算例介紹了ANSYS進(jìn)行瞬態(tài)分析的基本流程和操作，以及如何提取瞬態(tài)分析后處理結(jié)果。并比較全瞬態(tài)法和模態(tài)疊加法得到的瞬態(tài)響應(yīng)結(jié)果。案例描述起重機(jī)模型結(jié)構(gòu)如圖，

4、材料為ANSYS材料庫中默認(rèn)提供的鋼材料，彈性模量為 2.110e5 MPa，泊松比為 0.3，密度是7.8510 e-9 t/mm 3。suooprt1、2、3完全約束，support4在X方向位移自由，施加一個5噸（5000N）的遠(yuǎn)程力作用在水平梁的中部，計算起重機(jī)所產(chǎn)生的變形。操作步驟啟動ANSYS Workbench，設(shè)置單位制（1） 首先啟動ANSYS Workbench環(huán)境，點(diǎn)擊Units菜單設(shè)置項(xiàng)目單位制。解壓縮模型文件（1） 解壓模型文件：點(diǎn)擊【File】-【Restore Archive】,瀏覽文件Gantry_Crane.wbpz，點(diǎn)擊open，出現(xiàn)提示點(diǎn)擊save，將模型

5、以壓縮文件相同的名字和位置保存。將分析系統(tǒng)拖拽到項(xiàng)目管理窗口（1）確定目前處于Workbench的起始界面【Project】，即 “主頁”。（2）在Analysis Systems中選中Transient Structural并拖拽到【Project Schematic】項(xiàng)目流程圖中，并在模態(tài)分析系統(tǒng)的求解欄（Model）上釋放，形成如下圖所示的流程圖，后續(xù)將在該系統(tǒng)中進(jìn)行完全法瞬態(tài)分析。（3）在Analysis Systems中選中Transient Structural并拖拽到【Project Schematic】項(xiàng)目流程圖中，并在模態(tài)分析系統(tǒng)的求解欄（Solution）上釋放，形成如下圖

6、所示的流程圖，后續(xù)將在該系統(tǒng)中進(jìn)行模態(tài)疊加法瞬態(tài)分析。（4）雙擊并重命名以下瞬態(tài)分析系統(tǒng)：（B）：Full Transient Analysis，(C): MSUP Transient Analysis 雙擊Edit，進(jìn)入Mechanical（1）打開ANSYS Mechanical模塊：找到項(xiàng)目流程【Project Schematic】窗口下的A項(xiàng)目（模態(tài)分析過程），右鍵點(diǎn)擊【Model】欄目，選擇【Edit】，即打開ANSYS Mechanical模塊的界面。（2）在 Mechanical 中，選擇如下單位制Metric (m, kg, N, s, V, A）。 前處理（1）創(chuàng)建命名選擇：

7、鼠標(biāo)點(diǎn)亮結(jié)構(gòu)樹分支Model，選擇選擇過濾器設(shè)置為選擇面，然后在圖形區(qū)選擇下圖所示的面右鍵【Create Named Selection】,并點(diǎn)擊OK選中以下結(jié)構(gòu)樹分支并右鍵Rename為以下名稱。（3）施加約束（模態(tài)分析） ：在Mechanical模塊的界面中，在左側(cè)目錄樹【Outline】下，依次找到【Project】-【Model】-【Modal】，左鍵選中Modal，右鍵【Insert】-【fix Support】。在細(xì)節(jié)設(shè)置面板下的點(diǎn)擊Geometry區(qū)域，選擇過濾器設(shè)置為面并選如圖Support13，點(diǎn)擊Apply。（4）施加約束（模態(tài)分析）：在Mechanical模塊的界面中，左

8、鍵選中Modal，右鍵【Insert】-【Displacement】。在細(xì)節(jié)設(shè)置面板下的點(diǎn)擊Geometry區(qū)域，選擇過濾器設(shè)置為面并選上圖中的Support4，點(diǎn)擊Apply，設(shè)置Y Component為0，Z Component為0。（5）求解設(shè)置（完全法瞬態(tài)分析）：鼠標(biāo)高亮顯示Full Transient Analysis (B5) 下的Analysis Settings分支，細(xì)節(jié)設(shè)置面板如下圖所示：（6）施加約束（完全法瞬態(tài)分析）：鼠標(biāo)高亮選中Modal(A5) 下的邊界條件fixed support和displacement 拽住并拖動至Full Transient Analysis

9、 (B5) 分支下釋放：（7）施加載荷（完全法瞬態(tài)分析）：在Mechanical模塊的界面中，在左側(cè)目錄樹【Outline】下，依次找到【Project】-【Model】-【Full Transient Analysis】，右鍵【Insert】-【Remote Force】。在細(xì)節(jié)設(shè)置面板下的設(shè)置【Scoping Method】為【Named Selection】，選擇之前創(chuàng)建的Named Selection 名稱。修改XYZ坐標(biāo)位置如下圖所示，并設(shè)置【Define By】為【Components】。（8）施加載荷（完全法瞬態(tài)分析）：在細(xì)節(jié)設(shè)置面板下設(shè)置【Y Component】為【Tabul

10、ar (Time)】，表格填寫如下圖所示：（9）求解設(shè)置（模態(tài)疊加法瞬態(tài)分析）：鼠標(biāo)高亮顯示MSUP Transient Analysis (C5) 下的Analysis Settings分支，細(xì)節(jié)設(shè)置面板如下圖所示：（10）施加載荷（模態(tài)疊加法瞬態(tài)分析） ：鼠標(biāo)高亮選中Full Transient Analysis (B5) 下的邊界條件Remote Force 拽住并拖動至MSUP Transient Analysis (C5)分支下釋放：后處理（1）后處理（完全法瞬態(tài)分析）：在Mechanical模塊的界面中，在左側(cè)目錄樹【Outline】下，依次找到【Project】-【Model】-

11、【Full Transient Analysis】分支，鼠標(biāo)點(diǎn)中高亮顯示Solution分支,右鍵【Insert】-【Deformation】-【Directional】，在細(xì)節(jié)設(shè)置面板中設(shè)置【Orientation】為Y Axis。（2）后處理（模態(tài)疊加法瞬態(tài)分析） ：鼠標(biāo)高亮選中Full Transient Analysis (B5)分支下的后處理結(jié)果Directional Deformation 拽住并拖動至MSUP Transient Analysis (C5) 分支下釋放：（3）按住Ctrl鍵鼠標(biāo)左鍵選中結(jié)構(gòu)樹中的兩個【Directional Deformation】,并點(diǎn)擊工具欄中

12、的【New Chart and Table】，在細(xì)節(jié)設(shè)置面板設(shè)置如下圖。（4）求解：直接在左邊目錄樹【Outlines】中找到需要求解的工況，在【Solution】欄上點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵，彈出菜單選Solve，求解所有的分析。注意：完全法瞬態(tài)分析可能需要更多的求解時間。（5）點(diǎn)擊結(jié)構(gòu)樹中的【Chart】,查看完全法瞬態(tài)分析和模態(tài)疊加法瞬態(tài)分析得到的模型Y方向的位移曲線對比。注意：默認(rèn)情況下模態(tài)分析提取階數(shù)為6階，使模態(tài)疊加法瞬態(tài)分析得到的結(jié)果精度不夠高與完全法瞬態(tài)分析結(jié)果曲線對比有明顯的偏差。（6）在Mechanical模塊的界面中，在左側(cè)目錄樹【Outline】下，依次找到【Project】-【Model】-【Modal】-【Analysis Settings】分支，在細(xì)節(jié)設(shè)置面板中設(shè)置【Max Modes to Find】為50。（7）求解：直接在左邊目錄樹【Outlines】中找到需要求解的工況【MSUP Transient Analysis 】，在【Solution】欄上點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵，彈出菜單選Solve。（8）點(diǎn)擊結(jié)構(gòu)樹中的【Chart】,重