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。
- ANTYPE,MODAL !设定为模态分析
- MP,EX,1,4E9 !定义1号材料的弹性模量
- 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
- MP,PRXY,1,0.3 !设定1号材料的泊松比
- ET,1,BEAM3 ! 选取单元类型1(梁)
- ET,2,COMBIN14,,,2 ! 选取单元类型2(弹簧)
- ET,3,MASS21,,,3 ! 选取单元类型3(质量块), 设置KEYOPT(3)=3
- R,1,2400 ! 设定实常数No.1，前悬架支撑的弹簧系数k1 = 2400
- 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)
- R,3,100,1600 ! 设定实常数No.3，MASS=100, IZZ=1600，当KEYOPT(3)=3时
- R,4,10,10,10 ! 设定实常数No.4，梁参数(任意)
- R,5,2600 ! 设定实常数No.5，后悬架支撑的弹簧系数k2= 2600
- N,1 ! 生成节点1
- N,2,,1 ! 生成节点2
- N,3,4.5,1 ! 生成节点3
- N,4,10,1 ! 生成节点4
- N,5,10 ! 生成节点5
- TYPE,2 ! 设定弹簧单元
- E,1,2 ! 生成前悬架支撑(弹簧单元)
- MAT,1 ! 设定为材料No.1
- TYPE,1 ! 设定单元No.1，即梁单元
- REAL,2 ! 设定实常数No.2
- E,2,3 ! 生成前车体(梁单元)
- TYPE,3 ! 设定质量块单元
- REAL,3 ! 设
- REAL,3 ! 设定实常数No.3
- E,3 ! 生成质量块单元
- TYPE,1 ! 设定梁单元
- REAL,4 ! 设定实常数No.4
- E,3,4 ! 生成后车体(梁单元)
- TYPE,2 ! 设定弹簧单元
- REAL,5 ! 设定实常数No.5
- E,4,5 ! 生成后悬架支撑(弹簧单元)
- 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
- D,3,UX ! 对节点3施加UX固定的位移约束
- FINISH !结束前处理
- /SOLU !进入求解模块
- 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
- SOLVE !求解
- *GET,FREQ1,MODE,1,FREQ !提取第1阶模态共振频率，并赋值给参数FREQ1
- *GET,FREQ2,MODE,2,FREQ !提取第2阶模态共振频率，并赋值给参数FREQ2
- *STATUS !列出所有参数的内容
- !%%%% [ANSYS算例]7_2(2) %%%%% end %%%%%
-
- *SET,long,2.62 !梁长度40
- *SET,ne,80 !单元数量20
- *SET,dl,long/ne
- *SET,nn,ne+1 !节点数量20+1
- *SET,ff,2000 !集中力2000
- *SET,vv,80 !移动速度80m/s
- *SET,dt,dl/vv !每个单元上的时间
- ! 建模
- /PREP7
- ET,1,BEAM3
- R,1,0.02750,0.000086,0.137, , , ,
- MP,EX,1,2.09e11
- MP,PRXY,1,0.3
- MP,DENS,1,7890
- ! 循环命令创建节点
- *do,i,1,nn,1
- n,i,(i-1)*dl
- *enddo
- !创建单元
- *do,i,1,ne
- E,i,i+1
- *enddo
- ET,2,COMBIN14,,,2 ! 选取单元类型2(弹簧)
- R,2,1e9 ! 设定实常数No.1，前悬架支撑的弹簧系数k1 = 2400
- R,3,2e9 ! 设定实常数No.5，后悬架支撑的弹簧系数k2= 2600
- N,82,0,-1
- N,83,long,-1
- TYPE,2 ! 设定弹簧单元
- REAL,2
- E,1,82 ! 生成前悬架支撑(弹簧单元)
- TYPE,2 ! 设定弹簧单元
- REAL,3
- E,81,83 ! 生成前悬架支撑(弹簧单元)
- finish
- !加载求解
- /sol
- D,82,ALL
- 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
- D,1,UX ! 对节点3施加UX固定的位移约束
- ANTYPE,4 !分析类型为瞬态分析
- TRNOPT,FULL !解析方法为full法
- OUTRES,BASI,ALL !输出每一子步的基本结果
- KBC,1.0 !指定荷载步变化为阶越
- TIMINT,0 !不考虑瞬态影响
- NSUBST,4,8,0 !子步数为4步，最大不超过8步
- TIME,1e-10 !加载结束时间1e-10s
- sstif,on !应力钢化效应打开
- ACEL,0,-9.8,0 !施加y方向的加速度9.8
- solve
- timint,on !考虑瞬态影响
- NSUBST,5,0 !子步数为5
- OUTRES,ALL,ALL
- *do,ii,1,20,1
- time,ii*dt
- fdele,all,all
- *do,iii,1,ii,1
- nsel,s,loc,x,iii*dl
- f,all,fy,-(2*(21-iii)-1)/400*ff
- *enddo
- allsel
- solve
- *enddo
- *do,ii,21,80,1
- time,ii*dt
- fdele,all,all
- *do,iii,ii-20,ii,1
- nsel,s,loc,x,(iii)*dl
- f,all,fy,-(2*(21+iii-ii)-1)/400*ff
- *enddo
- allsel
- solve
- *enddo
- *do,ii,81,100,1
- time,ii*dt
- fdele,all,all
- *do,iii,ii,100,1
- nsel,s,loc,x,(iii-20)*dl
- f,all,fy,-(2*(iii-80)-1)/400*ff
- *enddo
- allsel
- solve
- *enddo
- FINISH
- /POST26
- FILE,'file','rst','.' !! f为文件名
- NSOL,2,nn/2+1,U,Y,uy_m
- PLVAR,2, , , , , , , , , ,
- !DERIV,3,2, , , , , ,1,
- !PLVAR,3, , , , , , , , , ,
- !/post1
- !SET,NE/2+1,LAST
- !PLNSOL,U,Y,0,1.0
|
