Frequenc>Freq & Substeps 阶跃载荷或斜坡载荷 KBC Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/ Frequenc> Freq & Substeps 输出控制 打印输出控制 OUTPR Main Menu>Solution>Output Ctrls>Solu Printout 数据库和结果文件输出 OUTRES Main Menu>Solution>Output Ctrls>DB/ Results File 结果的外推 ERESX Main Menu>Solution>Output Ctrls>Integration Pt 5.5.5.1动力学选项
在此范畴内唯一有效的选项即强迫力的频率范围,在谐波分析中是必须定义
的(循环/时间)。在此范围内,然后指定要求解的解的个数。(见“常规选项”)
5.5.5.2常规选项
可以请求任意数目的待计算谐波求解数(通过NSUBST命令或其相应的GUI途径)。解(或子步)将在当前指定的频率范围内平均分布。例如,如果在30到40Hz内指定10个解,程序就会计算在31,32,33,?,39和40Hz处的响应。在低端频率处的响应将不进行计算。
载荷可以是阶梯式的或斜坡式的(通过KBC命令或其GUI途径)。缺省地,它们是斜坡式的;即载荷值在每一个子步逐渐地增加。通过阶跃载荷,可以得到在频率范围内的所有相同的载荷值。
5.5.5.3输出控制
如果在打印输出文件中要包括任何结果数据用OUTPR或其相应的GUI途径(Jobname.OUT)。OUTRES和其GUI途径控制结果文件(Jobname.RST)中的数据。ERESX及其GUI途径允许通过拷贝到节点来查看单元积分点的结果而不是通过外推得到(缺省)。
注意-缺省地程序只将每个载荷步的最后一个子步写到结果文件中。如果想要将所有子步(在所有频率处的解)写入结果文件,要保证用OUTRES将FREQ选项设置为ALL(或1)。
5.5.6步骤六:备份数据库
用Utility Menu>File>Save as 或SAVE命令保存数据库的备份拷贝为一个命名的文件中。这样做使用户在求解失败时能恢复模型。(要恢复模型,重新进入ANSYS并执行RESUME命令或选择Utility Menu>File>Resume.)
5.5.7步骤七:施加另外的载荷步(可选择)
如果要施加另外的载荷步,重复步骤5和6。
5.5.8步骤8:完成求解
进行分析的求解然后结束。 命令:SOLVE
GUI: Main Menu>Solution>-Solve-Current LS 命令:FINISH
GUI: Main Menu>Finish
5.6查看结果
ANSYS程序将谐波声分析的结果写到结构的结果文件Jobname.RST中。结果包括下列数据,所有的结果在每一个的强迫频率处都按简谐变化:
?初始数据 - 节点压力 - 节点位移 ?得出数据
- 节点和单元压力梯度 - 节点和单元应力 - 单元力 - 节点反力
可用POST1或POST26查看此信息。
5.7流体-结构相互作用
流体和结构在网格界面处的相互作用引起声压施加给结构一个强迫力,并且结构运动产生一个有效的“流体载荷”。有限元的控制矩阵方程变为:
(1)
(2)
[R]是一个耦合矩阵代表与流体-结构界面(FSI)上的节点相联系的有效表面面积。耦合矩阵[R]也考虑进了组成接触表面的每一对重合的流体和结构单元面的法线矢量方向。ANSYS程序使用的法线矢量的正方向定义为由流体网格以外朝向结构的方向。结构和流体载荷量都是定义在流体-结构的界面处并为节点自由度的未知函数。将未知的载荷量放在方程的左边并且将两方程合并为一个方程,产生如下结果:
(3)
方程(3)表明着流体-结构界面处的节点包括位移和压力自由度。
5.8应用示例
以下两个问题为声单元应用的例子。第一个例子说明声吸收单元在构造远场问题模型的应用,并通过GUI和批处理工具进行示范。第二个例子是近场问题,说明了在一个封闭空间中驻波预测的运用。
5.9例1:流体-结构耦合声场分析(命令方法)
在此例中,将确定一个浸没在水中延伸到无限远的环孔的第一阶弯曲模态(卵形模态)。使用谐波分析法通过对34Hz和38Hz频率之间进行频率扫描。环的中心到无限单元的距离至少应等于(D/2)+0.2l,这里D是环的外径。l=c/f是压力波的主波长。用0.26035作为环的外径,声速为1460,主频率为36000/2p,给出(D/2)+0.2l=0.26035+(0.2)(1460)(2p)/36000=0.311。0.31242距离相应的结果频率为35.240Hz。
/BATCH,LIST /VERIFY,EV129-1S /PREP7
/TITLE,AMA,EV129-1S,FLUID129,HARMONIC ANALYSIS ET,1,PLANE42! structural element
ET,2,FLUID29! acoustic fluid element with ux & uy et,3,129! acoustic infinite line element r,3,0.31242,0,0
ET,4,FLUID29,,1,0! acoustic fluid element without ux & uy
! material properties MP,EX,1,2.068e11 MP,DENS,1,7929 MP,NUXY,1,0 MP,DENS,2,1030 MP,SONC,2,1460
! create inner and outer quarter circles CYL4,0,0,0.254,0,0.26035,90 CYL4,0,0,0.26035,0,0.31242,90
! select, assign attribute to and mesh area 1 ASEL,S,AREA,,1 AATT,1,1,1,0 LESIZE,1,,,16,1 LESIZE,3,,,16,1 LESIZE,2,,,1,1 LESIZE,4,,,1,1 MSHKEY,1
MSHAPE,0,2D! mapped quad mesh AMESH,1
! select, assign attribute to and mesh area 2 ASEL,S,AREA,,2 AATT,2,1,2,0 LESIZE,5,,,16,1 LESIZE,7,,,16,1
LESIZE,6,,,5 LESIZE,8,,,5 MSHKEY,0
MSHAPE,0,2D! mapped quad mesh AMESH,2
! reflect quarter circle into semicircle about x-axis nsym,x,1000,all! offset node number by 1000 esym,,1000,all
! reflect semicircle into full circle about y-axis nsym,y,2000,all! offset node number by 2000 esym,,2000,all
NUMMRG,ALL! merge all quantities
! modify outer 2 layers of el29 into type 4 esel,s,type,,1 nsle,s esln,s,0 nsle,s esel,inve nsle,s
emodif,all,type,4 esel,all nsel,all
! define el129 line element csys,1