ansys模态分析报告报告材料实例.doc

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ANSYS模态分析实例——齿轮模态分析
戴繁 2008301890053
摘要：利用ANSYS对一种齿轮进展模态分析。介绍ANSYS与其操作步骤和模态分析的应用以与步骤。通过实例，进展具体分析求解，熟悉动力学问题分析的根本方法和根本步骤，提供工程动力学问题的求解思路。
ANSYS软件是集结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用商用分析软件，可广泛应用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、电子、造船、汽车交通、国防工业、土木工程、生物医学、水利、家电等一般工业与科学研究。ANSYS软件能与大多数CAD软件实现数据共享和交换，它是现代产品设计中高级的CAD/CAE软件之一。
ANSYS软件主要包括三局部：前处理模块、分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供包括结构分析、热分析、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以与多物理场的偶和分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析与优化能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明与半透明显示等图形方式显示出来，也可将结果以图表、曲线形式显示或输出。ANSYS提供了100种以上的单元类型。
模态分析用于计算结构的固有频率和模态。模态分析的理论根底是在机械阻抗与导纳的概念上开展起来的。模态分析的经典定义是：将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标，使方程组解耦，成为一组以模态坐标与模态参数描述的独立方程，以便求出系统的模态参数。由于采用模态截断的处理方法，可使方程数大为减少，从而大大节省了计算机时，减少了机器容量，降低了计算本钱。模态分析的最终目的是识别出系统的模态参数，未结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以与结构动力特性的优化设计提供依据。
模态分析主要用于确定结构或机器部件的振动特性，同时也是其他动力分析的根底，如谐响应分析、瞬态动力学分析与谱分析等。主要包括以下4个步骤：建立模型。加载并求解。扩展模态。观察结果。
下面举出具体实例，利用ANSYS对一种齿轮进展模态分析。
问题描述
如图1所示为一直齿圆柱齿轮，
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图1
图2为其1/2横截面的结构示意图，
齿轮材料参数：弹性模量E=220GP;泊松比v=;密度ρ=7800kg/m3
问题分析
该问题属于模态分析问题。在分析过程中先建立其中一个齿轮的几何模型，再循环生成整体齿轮，进展模态分析。
求解步骤。
1、定义工作文件名和工作标题。把jobname设为EXERCISE1。在Change Title输入框中输入MODAL ANALYSIS OF A GEAR。
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2、定义单元类型。3、材料性能参数。4、创建几何模型、划分网格。首先按照图2做出平面图形，再通过Main Menu—Preprocessor—Modeling—Operate—Extrude—Areas—About Axis命令，拖拉面生成体。再生成边缘凸起局部，形成单个齿轮几何模型。对单个齿轮进展井陉网格划分。最后通过自动循环扇区设置，生成有限元模型如下：