你當前的位置:首頁>>Inventor>>Inventor2008機械設計應用教程 有限元分析(4)

     4.13 關于“模態(tài)分析”ModalAnalysis

   模態(tài)分析也是在應力分析環(huán)境中使用。
   模態(tài)分析的目標是:模型的固有頻率分析。

   模態(tài)分析的結果是:在選定頻率范圍下的、與模型的幾何、物理特性相關的,根據其固有頻率 特性所產生的共振的頻率點(階)以及這時的振動形式。

   可以這樣粗略地理解:一個模型,給它加上激振力,當激振頻率在一定范圍內由低到高不斷變 化的過程中,模型將在若干個頻率點上產生強烈的共振現象,而這些個可能的共振點,稱為“階”。

   例如下面的例子,一個鑄件的機床立柱,想知道在設計中比較敏感的500-1000Hz的區(qū)間,各 個“階”的自振頻率和振型,以便預測這種形狀是否適合。

  ◆打開17-013.IPT,設置應力分析方案為“模態(tài)分析”;

  ◆在瀏覽器中點擊“模式”,在右鍵菜單中“選項(O)”,之后彈出圖17-36的界面,在其中 設置階數到10,最大最小頻率設為1000HZ、500HZ。
      

  ◆在立柱的連接底面設置成固定約束;

  ◆進入分析計算,結果(參見圖17-37)發(fā)現階數10并沒有 達到我們期望的上限頻率;
   

  ◆于是重新設置模態(tài)分析參數,將階數設置成35,再次分析 計算,結果可以達到上限頻率了。實際上這種階數多少合適,是靠結果中最高階的固有頻率是否滿足分析需要而定, 因此可能需要多次調整,而每次改變,都需要重新分析計算…

  ◆滿意的分析參數設置,會出現圖 17-38 的結果,也就是最后幾階是超出了設定頻率范圍。
             

   對于結果的判讀,需要逐個階地進行查看,主要查看振型,如果因為共振引起的最大變形區(qū)域在導軌上,較大,這就不好了。就需要 在結構上改進,加強這部分的結構剛度。例如在17-013.IPT的模型中,最大共振變形是在12階發(fā)生最大的振動變形。
   可見在最大變形處,零件的結構剛度需要加強,改進后的設計參見17-013a.IPT。

     4.14 環(huán)境切換

   目前Inventor這個分析功能是在零件或鈑金環(huán)境中使用。在下拉菜單中,選擇“應用程序”,展開菜單,從中選定“應力分析”,之后將自動切換到“應力分析”工具面板,“Inventor 標準” 工具欄會自動切換到“應力分析標準”工具欄,同時還將顯示應力分析瀏覽器。

   另外,在瀏覽器上沿點擊黑三角,展開并選定顯示內容,可以在“應力分析”和“模型”間切換。

     4.15 顯示結果的規(guī)則

  ◆圖例條

  這是在結果顯示中的圖例條,可以自己訂制,在“應力分析”工具面板中點擊“顏色欄” 按鈕,之后會彈出“顏色欄”對話框,就可以編輯了。

  圖例條中的顏色與結果表達的云紋顏色相對應?梢跃庉嬵伾珬l的顯示值、圖形大小、顯示位 置…筆者不建議隨意修改這些。

  ◆云紋
   默認的情況下,紅色顯示的是最醒目的、最關鍵的部分,例如最高應力處、最大變形處或者最小的安全系數…

      5. 分析結果報告

   對零件進行的分析結束后,可以生成結果報告,內容是分析環(huán)境和結果的記錄。
   先將結果顯示的大小、角度、位置調整好,再在工具面板點擊“報告”按鈕,將自動完

成圖像采集和報告整理,并創(chuàng)建HTML格式的文件。
   然后將自動啟動IE,顯示結果,例如圖17-39的例子。
    

   可使用瀏覽器菜單中“文件(f)”—>“另存為(A)…”命令保存報告文件,供日后參考。例如:分析 17-002a_ipt.htm文件。

   較新版本的MicrosoftWord 可以打開這樣的報告,并存為DOC文件,但圖片的大小需要單獨 編輯,才能適合DOC的頁面設置參數。

     6. 分析數據文件

   在模型存盤的時候,分析計算的相關數據,將被創(chuàng)建成一個擴展名為.IPA 的文件和一個與文件同名的文件夾。與IPT存放在一起,形成一對一的關聯關系。其中包括應力分析信息;在零件文件 中也會有個記錄,記載應力文件的關聯信息。

     6.1 創(chuàng)建和使用分析文件

   啟用分析功能,至少設置一個分析相關條件,保存這個零件。這是創(chuàng)建IPA文件最起碼的過程。但是,將設置過分析條件、甚至做過分析的零件模型“另存為”其他IPT的過程,也不會產生相關的IPA文件,雖然這些數據被帶到新的模型文件中了…

   Inventor對于IPA文件設置了一套挺復雜的規(guī)則,對于用戶來說,這些規(guī)則是否知道似乎并 不重要,只要我們把工況設置正確、把分析結果看明白,并能指導模型的改進,也就可以了…

     6.2 輸出到ANSYS

   目前集成到Inventor中的ANSYS模塊,是一個相當簡單的模塊。許多分析需求,會超過這個 模塊的能力。可以選擇將當前分析信息輸出到一個特殊文件中,這種文件可被ANSYSWorkBench系 統(tǒng)接收數據,并進一步執(zhí)行更復雜的分析。

   在應力分析工具面板中點擊“輸出到ANSYS”,就可以生成一個擴展名為DSDB的文件。
   這種進一步的分析,是ANSYS提供的服務,具體方法和過程與ANSYS相關。

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