你当前的位置:首页>>Inventor>>Inventor2008机械设计应用教程 有限元分析(4)

     4.13 关于“模态分析”ModalAnalysis

   模态分析也是在应力分析环境中使用。
   模态分析的目标是:模型的固有频率分析。

   模态分析的结果是:在选定频率范围下的、与模型的几何、物理特性相关的,根据其固有频率 特性所产生的共振的频率点(阶)以及这时的振动形式。

   可以这样粗略地理解:一个模型,给它加上激振力,当激振频率在一定范围内由低到高不断变 化的过程中,模型将在若干个频率点上产生强烈的共振现象,而这些个可能的共振点,称为“阶”。

   例如下面的例子,一个铸件的机床立柱,想知道在设计中比较敏感的500-1000Hz的区间,各 个“阶”的自振频率和振型,以便预测这种形状是否适合。

  ◆打开17-013.IPT,设置应力分析方案为“模态分析”;

  ◆在浏览器中点击“模式”,在右键菜单中“选项(O)”,之后弹出图17-36的界面,在其中 设置阶数到10,最大最小频率设为1000HZ、500HZ。
      

  ◆在立柱的连接底面设置成固定约束;

  ◆进入分析计算,结果(参见图17-37)发现阶数10并没有 达到我们期望的上限频率;
   

  ◆于是重新设置模态分析参数,将阶数设置成35,再次分析 计算,结果可以达到上限频率了。实际上这种阶数多少合适,是靠结果中最高阶的固有频率是否满足分析需要而定, 因此可能需要多次调整,而每次改变,都需要重新分析计算…

  ◆满意的分析参数设置,会出现图 17-38 的结果,也就是最后几阶是超出了设定频率范围。
             

   对于结果的判读,需要逐个阶地进行查看,主要查看振型,如果因为共振引起的最大变形区域在导轨上,较大,这就不好了。就需要 在结构上改进,加强这部分的结构刚度。例如在17-013.IPT的模型中,最大共振变形是在12阶发生最大的振动变形。
   可见在最大变形处,零件的结构刚度需要加强,改进后的设计参见17-013a.IPT。

     4.14 环境切换

   目前Inventor这个分析功能是在零件或钣金环境中使用。在下拉菜单中,选择“应用程序”,展开菜单,从中选定“应力分析”,之后将自动切换到“应力分析”工具面板,“Inventor 标准” 工具栏会自动切换到“应力分析标准”工具栏,同时还将显示应力分析浏览器。

   另外,在浏览器上沿点击黑三角,展开并选定显示内容,可以在“应力分析”和“模型”间切换。

     4.15 显示结果的规则

  ◆图例条

  这是在结果显示中的图例条,可以自己订制,在“应力分析”工具面板中点击“颜色栏” 按钮,之后会弹出“颜色栏”对话框,就可以编辑了。

  图例条中的颜色与结果表达的云纹颜色相对应。可以编辑颜色条的显示值、图形大小、显示位 置…笔者不建议随意修改这些。

  ◆云纹
   默认的情况下,红色显示的是最醒目的、最关键的部分,例如最高应力处、最大变形处或者最小的安全系数…

      5. 分析结果报告

   对零件进行的分析结束后,可以生成结果报告,内容是分析环境和结果的记录。
   先将结果显示的大小、角度、位置调整好,再在工具面板点击“报告”按钮,将自动完

成图像采集和报告整理,并创建HTML格式的文件。
   然后将自动启动IE,显示结果,例如图17-39的例子。
    

   可使用浏览器菜单中“文件(f)”—>“另存为(A)…”命令保存报告文件,供日后参考。例如:分析 17-002a_ipt.htm文件。

   较新版本的MicrosoftWord 可以打开这样的报告,并存为DOC文件,但图片的大小需要单独 编辑,才能适合DOC的页面设置参数。

     6. 分析数据文件

   在模型存盘的时候,分析计算的相关数据,将被创建成一个扩展名为.IPA 的文件和一个与文件同名的文件夹。与IPT存放在一起,形成一对一的关联关系。其中包括应力分析信息;在零件文件 中也会有个记录,记载应力文件的关联信息。

     6.1 创建和使用分析文件

   启用分析功能,至少设置一个分析相关条件,保存这个零件。这是创建IPA文件最起码的过程。但是,将设置过分析条件、甚至做过分析的零件模型“另存为”其他IPT的过程,也不会产生相关的IPA文件,虽然这些数据被带到新的模型文件中了…

   Inventor对于IPA文件设置了一套挺复杂的规则,对于用户来说,这些规则是否知道似乎并 不重要,只要我们把工况设置正确、把分析结果看明白,并能指导模型的改进,也就可以了…

     6.2 输出到ANSYS

   目前集成到Inventor中的ANSYS模块,是一个相当简单的模块。许多分析需求,会超过这个 模块的能力。可以选择将当前分析信息输出到一个特殊文件中,这种文件可被ANSYSWorkBench系 统接收数据,并进一步执行更复杂的分析。

   在应力分析工具面板中点击“输出到ANSYS”,就可以生成一个扩展名为DSDB的文件。
   这种进一步的分析,是ANSYS提供的服务,具体方法和过程与ANSYS相关。

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