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快速学会一项分析-防溅板的模态分析OS-T:1020

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    通过计算防溅板的固有频率和振型,能让我们了解其在不同振动条件下的动态特性。这有助于提前发现潜在的振动问题,比如在特定频率下可能发生的共振,从而避免因过度振动导致的结构损坏或疲劳失效,保障防溅板在使用过程中的可靠性和稳定性,为其结构设计优化提供关键依据,使其能更好地适应各种工作环境和工况要求。
在开始之前,请将本教程中使用的文件复 制到工作目录。
http://majorv.help.altair.com/minorv/simulation/tutorials/hwsolvers/optistruct/OS-T-1020/sshield.zip

一、启动HyperMesh并设置OptiStruct用户配置文件

    1.启动HyperMesh。此时将打开User Profile对话框。
    2.选择OptiStruct,点击OK。这将加载用户配置文件。将选择合适的模板、宏菜单,并导入读取器,将HyperMesh的功能缩减到与生成OptiStruct模型相关的功能。

二、导入模型

    1.单击file>import>SolverDeck。import选项卡将添加到选项卡菜单中。
    2.对于文件类型,请选择OptiStruct。
    3.选择文件图标 。选择OptiStruct的文件浏览器会弹出窗口。
    4.选择您保存的sshield.fem文件添加到您的工作目录中。
    5.单击open。
    6.单击import,然后单击close关闭import选项卡。

三、设置模型

    3.1查看刚性单元的属性,模型中有两个RigidLink,在防溅板螺栓所在的位置,这是模拟螺栓之间相互作用的简化表示。
        为了能够在模型中清楚地区分Rigid,您将使用Shaded Elements and Mesh Lines 图标。   
        刚性单元的依赖节点具有所有六个自由度受到约束。因此,每个Rigid都连接了节点,使它们不会相对于彼此移动。通过单击 图标恢复到Wireframe Elements Skin Only模式。
        1.在菜单栏中,单击Mesh>edit>1D element>rigid以打开rigid面板。
        2.点击review。
        3.选择其中一个rbe2元素。在模型视窗中,HyperMesh显示刚性单元的ID和两个终端节点,并用I表示独立节点,带有D的表示从属节点。HyperMesh还显示对选定元素的约束自由度显示。此模型中的所有刚性单元都应具有所有自由度约束。
        4.单击return返回主菜单。
    3.2 创建材料
    1.在ModelBrowser中,右键单击并从上下文菜单中选择Create>Material。默认产生将显示在实体编辑器中。
        2.对于Name,输入steel。
        3.将Card Image设置为MAT1。
        4.在相应字段旁边输入材料值。模态分析需要材料密度,但是线性分析不需要。  
            a.对于E(杨氏模量),输入2E+05。
            b.对于NU(泊松比),输入0.3。
            c.对于RHO(质量密度),输入7.85E-009。
       
    图1.钢的材料属性值
    一种新的材料钢已经诞生了。该材料使用OptiStruct的线性各向同性材料模型MAT1模拟。
3.3、编辑属性    
    1.在模型浏览器中单击属性,此时属性条目的结构显示在实体编辑器中。
    2.对于T,输入0.25。
    3.将分配给属性的材料从gn更改为steel。
        a.对于Material,单击(1)gn>Material。
        b.在 Select Material 对话框中,选择steel ,然后单击OK。
    4.同样,在属性nondesign上,将T更新为0.25,并将材料从gn更改为steel。
图2.更新Design和Nondesign属性的厚度值条目

四、应用荷载和边界条件   

该模型将在螺栓位置使用SPC进行约束。
要执行模态分析,需要在subcase中引用EIGRL。
4.1 创建EIGRL卡
    在以下步骤中,对模型进行约束,以便四个边中的两条相对边外边缘无法移动。另外两条边保持不受约束。总负载1000N施加在正z方向的孔边缘。
    1.在ModelBrowser中,右键单击并从上下文菜单中选择Create>Load Step Inputs。默认显示在实体编辑器中。
    2.对于Name,输入EIGRL。
    3.对于Config type,选择 Real Eigen value extraction提取。
    4.对于类型,从下拉菜单中选择EIGRL。
   
图3.选择类型
    5.对于V2,输入200.000。
    6.对于ND,输入6。
图4.在模型浏览器中创建新的Load Step Inputs 名称为EIGRL
4.2、创建约束
    1.创建一个load collector,命名为constraints。
    2.在菜单栏中,单击BC>Create>Constraints以打开Constraints面板。
    3.在节点选择器处于活动状态的情况下,选择Rigid刚性中心的两个节点。   
图5.选择用于约束螺栓位置的节点
    4.使用值0.0约束所有自由度。
    5.将loadtypes=设置为SPC。
    6.单击创建。创建了两个约束。约束符号(三角形)出现在选定节点处的模型窗。数字123456如果标签constraints是选中ON,表示所有自由度都受到约束。
    7.单击return。
4.3 创建加载步骤
    1.在ModelBrowser中,右键单击并从上下文菜单中选择Create>LoadStep。
    2.对于Name,输入bolted。
    3.将分析类型设置为Normal modes。
    4.定义SPC。
        a.对于SPC,单击Unspecified > Loadcol.。
        b.在Select Loadcol 对话框中,选择constraints ,然后单击OK。
    5.定义METHOD(STRUCT)。   
     a.对于METHOD(STRUCT),单击Unspecified>Load step inputs。
       b.在Select Load Step Inputs 对话框中,选择EIGRL,然后单击OK。
这时候已创建一个OptiStruct的subcase,该subcase 引用了load collector中的约束和加载,以及load step input的模态提取EIGRL。
图6.创建螺栓连接的Loadstep   

五、提交作业

1.在Analysis页面中,单击OptiStruct面板。
图7.访问OptiStruct面板
2.点击另存为。
3.在另存为对话框中,指定写入OptiStruct模型文件的位置,并输入sshield_complete作为文件名。对于OptiStruct文件,建议使用.fem扩展名。
4.点击保存。输入文件字段显示在“另存为”对话框中指定的文件名和位置。
5.将导出选项切换开关设置为all。
6.将运行选项切换开关设置为analysis。
7.将内存选项切换设置为 memory default。
8.单击OptiStruct以启动OptiStruct作业。
如果作业成功,新的结果文件将应位于写入sshield_complete.fem的目录中。sshield_complete.out文件是查找可能有帮助的错误消息的好地方如果存在任何错误,请在out文件中查看。
写入目录的默认文件包括:
sshield_complete.html  :分析的HTML报告,提供问题表述和分析结果的摘要。
sshield_complete.out :包含特定OptiStruct输出文件有关文件设置的信息,优化问题的设置,估计运行所需的RAM和磁盘空间量,每个优化迭代的信息和计算时间信息。查看此文件以查看警告和错误。
sshield_complete.h3d :HyperView二进制结果文件。
sshield_complete.res :HyperMesh二进制结果文件。
sshield_complete.stat:摘要,在分析过程中提供每个步骤的CPU信息过程。

六、查看结果

默认情况下,从OptiStruct输出特征向量结果用于模态分析。介绍在HyperView中查看结果的具体操作。
6.1 加载模型和结果文件
在此步骤中,您将把文件加载到HyperView动画窗口中。
1、当在Mechanical Solver View窗口中收到ANALYSIS COMPLETED消息时,单击Results。HyperView启动并加载结果。
2、如果出现消息窗口,单击Close关闭消息窗口。
6.2 查看变形的形状
查看模型的变形形状有助于确定边界条件是否定义正确,也有助于检查模型是否按预期变形。在本节中,使用变形面板来查看最后一个模式的变形形状。   
1.单击下方工具栏中的 animation selector ,然后选择Modal Animation Mode
2.选择Deformed 图标
3.将Result 设置为Eigen mode (v)。
4.将Scale 设置为Model units。
5.将类型设置为Uniform ,并输入比例因子10。
这意味着最大位移将是10倍单位,所有其他位移将成比例。
使用大于1.0的比例因子来放大变形,而小于1.0的比例因子会减小变形。在这种情况下,所有方向的位移都是增大的。
图8.变形形状面板
6.单击应用。
7.在Undeformed shape下,将显示设置为Wireframe。叠加在原始未变形网格上的模型的变形图为显示在模型视窗中。
8.在Results Browser菜单中,您可以更改使用Load Case和Simulation Selection的下拉菜单中在各种subcase之间查看,如下所示:
图9.
9.从列表中选择Mode 6-F=1.496557E+02查看Mode 6.
10.要对模式形状进行动画处理,请单击动画工具栏中的开始/暂停动画
11.要控制动画速度,请在动画上使用动画控件工具栏,如下所示:
图10.
12.查看其他模式形状。


来源:TodayCAEer
ACTMechanicalOptiStructHyperMeshHyperView振动疲劳材料控制螺栓
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首次发布时间:2024-09-29
最近编辑:2月前
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