基于ANSYS的梁结构静态与动态分析

论文摘要

本文首先利用ANSYS对一转向主轴进行静力分析。由于非正常条件使用,导致轴发生断裂。利用材料力学知识,将轴简化为悬臂梁,在ANSYS里建模,划分单元,加载并求解,得到轴的最大应力,结合化验结果,与实际猜想一致,并做了修改设计。其次,利用ANSYS,在简支梁上施加定位简谐载荷和单向移动载荷,瞬态分析,提取出梁的最大位移,并结合前人推导出的理论公式,计算出梁的理论最大位移,经验证,误差在合理范围内。而且利用ANSYS分析梁的振动响应,较其它分析方法更直观、形象。对悬臂梁和简支梁进行模态分析和瞬态动力分析。利用离散法,将质量块分别放在梁的各个节点上,对梁进行模态分析,研究质量块-梁系统的固有频率变化。在梁上施加简谐载荷,改变质量块的位置,瞬态动力分析提取出梁跨中节点位移最大时各节点的位移,取绝对值,进行比较。最后,在前文的基础上,在梁上安放阻尼器,进行有阻尼模态分析和瞬态动力分析,研究阻尼器对梁频率和振幅的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 ANSYS及相关理论介绍
• 2.1 ANSYS功能简介
• 2.1.1 ANSYS软件简介
• 2.1.2 ANSYS分析过程及类型
• 2.1.3 ANSYS动力分析简介
• 2.2 动力学主要研究方法
• 2.2.1 结构动力响应数值方法
• 2.2.2 降维方法
• 2.2.3 传递矩阵法
• 2.3 定位激扰力作用下梁桥的强迫振动
• 第3章 特殊车辆转向轴静力分析
• 3.1 转向主轴结构介绍
• 3.2 转向主轴受力分析
• 3.3 轴的有限元分析
• 3.4 轴的修改设计方案比较
• 第4章 典型梁结构的动态分析
• 4.1 若干理论与有限元分析结果
• 4.1.1 简支梁在简谐载荷下的振动分析
• 4.1.2 简支梁在单向移动载荷下的振动分析
• 4.2 移动质量配置的梁结构的动态分析
• 4.2.1 简支梁在质量块作用下的振动反应
• 4.2.2 悬臂梁在质量块作用下的振动反应
• 4.3 移动质量与固定阻尼配置的梁结构的动态分析
• 4.3.1 有阻尼下简支梁的振动分析
• 4.3.2 有阻尼下悬臂梁的振动分析
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 附录A 简支梁瞬态分析程序
• 附录B 改变质量块M时简支梁的位移和速度响应