弹簧振子的振动是我们在学习工作振动力学和可靠性理论中最简单,最基础的单元,掌握其理论基础,并用abaqus仿真。
现将实例概述如下:质量1吨的物体用弹簧和固定的甲板相连,弹簧的刚度k=2000N/m,阻尼系数c=17.89N·s/m,求最大位移。
1振动力学的原理:
2利用MATLAB4级龙格库塔得出以下结论:
最大位移位x=338mm
3利用ANSYS得出的结论
最大位移x=338mm
4用abaqus仿真设置和结论
这个例仿真对于初学者有三 个难点,第一个是弹簧的设置,第二个是初始速度的施加。第三个是分析步的设置。
a.装备。将模型简化成两个点,可以在装配中直接做出来,两点的距离不影响结果,为了观察方便,距离要适当的增大。
b.分析步。分析步要设成两步,第一步静力学分析,第二步隐式动力学分析。也可以适当的调节增量步的大小,也可以不改变。
c.相互作用。设置弹簧的刚度、阻尼和惯性。其中弹簧的设置有两种这里只介绍一种特殊设置(另一种也不是很复杂)。
d.载荷。这里要将左侧的甲板固定住,限制他的六个自由度。并且施加初速度,这里要注意初学者容易将初速度在边界条件中施加,这并不是正确的。要在预定场当中施加。
c.网格。因为模型已经简化成了两个点,因此不必要在进行网格划分,直接提交作业。
d.可视化后处理
弹簧振子的位移曲线如图,最大位移为338mm
5结论
最后,MATLAB数值仿真,ansys与abaqus结论相同。
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