Ansys Modal и Ansys Harmonic Response

[Карракули 1]

Доброго времени суток!

Прошу помочь мне в решении задачи. Решал ее в Ansys Workbench. Столкнулся с этим недавно, решая задачу нахождения собственных частот изделия и далее напряжений при резонансе. Дабы не вдоваться в подробности самого изделия приведу пример на аналоге. Труба длиной 1500 мм, внут. диаметр 77, внеш. диаметр 89. Метод известный мне с самого начала - это в ВБ открыть модуль Modal, загрузить туда модель, построить сетку, закрепить жестко с друх сторон, задать кол-во частот меня интересующих, в солюшен задать как результат Тотал Деформейшен, нажать солв, посмотреть внизу экрана частоты. Первая собственная (и самая маленькая) частота для меня и являлась частотой резонанса. Далее я ВБ я открывал модуль Harmonic Response, перетаския его через Солюшен Modal. Уже в нем в Анализ сейтинг задавал диапазон частот от N до первой собственной, далее задавал ускорение 1 м/с^2 по 3-м направлениям (условие Норм). В Солюшен выводил Стресс-Интенсити и Тотал деформейшен. Жал солв. И все бы ничего, но в поледнем своем анализе получил напряжения в разы больше допускаемых, которых, на мой взгляд, просто не может быть! И убедился в этом на примере трубы, габариты которой описал выше. Проведя аналогичный расчет,но уже с трубой (соб. частота 224,9 Гц) получил теже огромные напряжения, при том по всей длине (где-то чуть больше, где-то чуть меньше). Полез в литературу, подключил коллегу имеющего огромный опыт расчетов (сам он считает в классике). Коллега мне скинул литературу по Ansys (классик) теорию Модального и Гармонического анализа. Также коллега обратил внимание, что я не учитываю демпфирование конструкции, а именно не задаю коэффициент демпфирования (Damping Ratio), определяется он экспериментально, однако если нет таких данных можно принимать 5%, то есть коэф. задать как 0,05. На основе одной из лекций, цитирую: Модальный анализ используется для определения собственных частот и форм колебаний конструкции. Предполагается, что совершаются незатухающие колебания т.е.: {F(t)}={0} и {C}=[0]. Из этого сделал вывод, что модальный анализ провожу правильно.

Начал в Гармоническом учитывать демпфирование (ставил 0,05), получал результаты, которые сам для себя не могу объяснить, опять таки сомневаюсь в их верности. Еще момент, который забыл описать в начале, когда считал первым известным мне методом и получал результаты огромных напряжений, знающие люди объяснили это как эффект сингулярности (мол глючит Ансис) и я такой счастливчик, что смог это наблюдать. Это в какой-то степени объяснило, что первый мой способ не верен, однако не дало точного понимания, а как же правильно считать? Теперь касаемо результатов, полученных 2-м методом (с учетом демпфирования), приведу график, сделаный мной, на основе по-шаговых результатов (Напяржения-частота) см. график.

В итоге, если не обращать внимание на напряжения, то в первом методе график отличен от графика 2-го метода, тем, что там график по напряжениям растет при приближении к частоте резонанса, при самой частоте самые высокие напряжения, далее напряжения уменьшаются. Тут же получается какой то провал! Замечу, что считал и в диапазоне от N до частоты большей резонанса, вымеряя шаг так, чтобы один из шагов попадал в частоту резонанса, график получается такой же + его симмертичное отбражение после резонанса. получает что-то вроде две горы а между ними каньон.

Прошу объяснить мне, что я правильно/неправильно делаю и подсказать пути решения. Заранее огромное спасибо!!!

 

[soklakov 1 475]

Красота)

Прошу объяснить мне, что я правильно/неправильно делаю и подсказать пути решения.

Все ок.

Для улучшения можно посоветовать книжки по динамике. Или хотя бы туториалы к Mechanical. Но вроде Вы и то и другое делаете. Так что верным идем путете.

[Карракули 1]

Разобрался. Дело все в фазовом угле (Phase Angle). По умолчанию Ансис выводит результаты при угле 0 град. При этом показывает ТОЛЬКО "реальные" напряжения, а "мнимые" нет! Следовательно нужно найти фазовый угол Нас интересующей  частоты. Итого: Чтитаем Модал, через солюшен проводим Гармоник, в Гармоник устанавливаем демпфирование, диапазон частот, далее один клик на Солюшен, вверху выбираем Frequence Response-Stress-Geometry(выбираем интересующую нас точку/линию/поверхность), Use maximum, Ориентация- вдоль детали, Display- Phase Angle, Solve. Смотрим фазовый угол при нашей частоте, в Солюшен выбираем Стресс-Интенсити-задаем частоту Р. и УГОЛ полученый по графику при этой частоте. Тогда Ансис решит задачу, учитывая и те и другие напряжения, полученными результатами я остался доволен, на мой взгляд очень похоже на правду!...но все покажут испытания.

Написал все сжато, если есть вопросы- пишите в личку, постараюсь ответить подробней!

 

Всем хорошего дня!

[soklakov 1 475]

Спасибо)

Кстати, Harmonic по умолчанию методом суперпозиции форм считается. А там бы правильное количество форм выбирать надо. Он, конечно, по умолчанию до удвоенной верхней границы диапазона в гармоническом анализе ищет формы, но мало ли что. Да к тому же может лучше полным методом, если ресурсы позволяют?

Пишите еще.