机翼模型的振动模态分析.doc

机设1305 彭鹏程 1310140521 一个简化的飞机机翼模型如图所示，该机翼沿延翼方向为等厚度。有关的几何尺寸见下图， 机翼材料的常数为：弹性模量E=0.26GPa，泊松比m=0.3，密度r =886 kg/m。对该结构进行振动模态的分析。 (a) 飞机机翼模型 (b) 翼形的几何坐标点 振动模态分析计算模型示意图 解答 这里体单元SOLID45 进行建模，并计算机翼模型的振动模态。 建模的要点： ⑴ 首先根据机翼横截面的关键点，采用连接直线以及样条函数 BSPLIN 进行连接以形成一个由封闭线围成的面； ⑵ 在生成的面上采用自由网格划分生成面单元(PLANE42)； ⑶ 设置体单元SOLID45，采用EXTOPT VEXT进行Z 方向的多段扩展； ⑷ 设置模态分析 ANTYPE,2，采用Lanczos 方法进行求解 MODOPT,LANB ； ⑸ 在后处理中，通过SET调出相关阶次的模态； ⑹ 显示变形后的结构图并进行动态演示PLDIANMODE。 给出的基于图形界面的交互式操作(step by step)过程如下。 (1) 进入ANSYS(设定工作目录和工作文件) 程序 →ANSYS →→ ANSYS Interactive →Working directory ( 设置工作目录) → Initial jobname(设置工作文件名)：Modal→Run (2) 设置计算类型 ANSYS Main Menu：Preferences…→ Structural → OK (3) 选择单元类型 ANSYS Main Menu：Preprocessor → Element Type → Add/Edit/Delete →Add…→ Structural solid：Quad 4node 42 → Apply →solid → Brick 8node 45→OK →Close (4) 定义材料参数 ANSYS Main Menu：Preprocessor → Material Props →Material Models → Structural →Linear → Elastic →Isotropic:EX:0.26E9(弹性模量),PRXY:0.3(泊松比) → OK → Density:886 → OK → Material → Exit (5) 生成几何模型 ANSYS Main Menu：Preprocessor →Modeling → Create → Keypoints → In Active CS → X,Y,Z location:0,0,0→ Apply →X,Y,Z location:0.05,0,0→ Apply →X,Y,Z location:0.0575,0.005,0 → Apply →X,Y,Z location:0.0475,0.0125,0 → Apply →X,Y,Z location:0.025,0.00625,0 →OK ANSYS Main Menu：Preprocessor →Modeling → Create → Lines → Lines → Straight Line →依次选择关键点1, 2, 5, 1 →OK ANSYS Main Menu：Preprocessor →Modeling → Create → Lines → Splines → With Options → Spline thru KPs → 依次选择关键点 2, 3, 4, 5 → OK → 输入以下数据:XV1:-0.025,YV1:0,ZV1:0 → 输入以下数据:XV6:-0.025, YV6:-0.00625, ZV6:0 → OK ANSYS Main Menu：Preprocessor → Modeling → Create → Areas → Arbitrary → By Lines →选择所有3 条线→ OK (6) 网格划分 ANSYS Main Menu：Preprocessor → Meshing → Mesh Tool → global → Set → Element edge length:0.00625 → OK → Mesh → Pick All → Close → Close(点击关闭Mesh Tool 工具栏) ANSYS Main Menu：Preprocessor → Modeling → Operate → Extrude → Elem Ext Opts → Element type numbe