《CAE模态分析教学文稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CAE模态分析教学文稿.ppt（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、CAE模态分析回顾1.无阻尼自由振无阻尼自由振动2.有阻尼自由振有阻尼自由振动3.简谐载荷作用下的荷作用下的强迫振迫振动过阻尼阻尼临界阻尼界阻尼欠阻尼欠阻尼u用求解无阻尼固有用求解无阻尼固有频率的方式来决定率的方式来决定系系统的的动力特性力特性若梁若梁为等截面，等截面，则方程可化方程可化为方程含有方程含有对空空间变量量 的四的四阶偏偏导数和数和对时间变量量 的二的二阶偏偏导数，求解数，求解时必必须引入引入4个个边界条件和界条件和2个初始条件。个初始条件。2.固有固有频率和模率和模态函数函数讨论梁的自由振梁的自由振动，因此令，因此令得到运得到运动方程方程将方程的解写作将方程的解写作，代入上式，得
2、到，代入上式，得到tong于是于是导出方程出方程对于等截面梁，上式可化于等截面梁，上式可化为变系数微分方程，除少数特殊情形之系数微分方程，除少数特殊情形之外得不到解析解。外得不到解析解。方程（方程（5）的解确定梁弯曲振）的解确定梁弯曲振动的模的模态函数，函数，设其一般形式其一般形式为（5）其中，其中，代入方程（代入方程（5），），导出特征方程出特征方程4个特征根个特征根为，对应4个个线性独立的解性独立的解为 和和 。由于。由于因此可将方程（因此可将方程（5）的通解写成）的通解写成通解通解为积分常数分常数 及参数及参数 应满足的足的频率方程由梁的率方程由梁的边界条件界条件确定。确定。可解出的无可
3、解出的无穷多个固有多个固有频率率 及及对应的模的模态函数函数 ，构成，构成系系统的第的第 个主振个主振动，系系统的自由振的自由振动时无无穷多个主振多个主振动的叠加的叠加其中，常数其中，常数 和和 由系由系统的的初始条件初始条件确定。确定。常见的约束状况与边界条件有以下几种：常见的约束状况与边界条件有以下几种：固定端固定端简支端支端自由端自由端固定端固定端处梁的梁的挠度度 和和转角角 等于零，即等于零，即简支端支端处梁的梁的挠度度 和弯矩和弯矩 等于零，即等于零，即自由端自由端处梁的弯矩梁的弯矩 和剪力和剪力 等于零，即等于零，即,算例：求简支梁的固有频率和模态函数算例：求简支梁的固有频率和模态
4、函数列出列出简支端支端处的的边界条件界条件代入代入得到得到因因 ，故由以上方程，故由以上方程组得得 ，且得到，且得到频率方程率方程 。由由 ，解得，解得 ，而而 ，所以解得，所以解得代回代回 表达式，得到模表达式，得到模态函数函数 归一化一化边界条件界条件频率方程频率方程 特征根特征根 模态函数简支简支-简支简支固定固定-自由自由自由自由-自由自由固定固定-固定固定简支支-自由自由固定固定-简支支算例某某导弹弹长3m，弹径径160mm，弹体壁厚体壁厚5mm。材料的材料的杨氏模量氏模量E=70GPa，密度，密度=2.7 103kg/m3。求求该弹简支状支状态下的前三下的前三阶固有固有频率及主振型
5、。率及主振型。（保存（保存结果与上机果与上机结果比果比对）CAE大作大作业内容：内容：1.确定分析确定分析对象象尺寸、材料自尺寸、材料自拟2.静静强度分析度分析对上述上述对象施加象施加载荷和荷和边界界进行静行静强度分析，度分析，载荷大小及作用点自荷大小及作用点自拟。（可能的（可能的话与解析解与解析解进行比行比对）3.模模态分析分析计算分析算分析对象的前三象的前三阶频率及主振型，率及主振型，边界条件自界条件自拟。（可能的。（可能的话与解析与解析解解进行比行比对）大作业考核形式大作业考核形式：以小以小组为单位提交一份上述内容的分析位提交一份上述内容的分析报告。告。作作业提交到提交到邮箱：箱：Thank you!Thank you!结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！16