1、实验项目（课题）教学实施方案第 次课 第 周 星期 第 节 授课日期 年 月 日实验项目（课题名称）：连杆的模态分析 计划学时 2实验类别：1.演示型 2.验证型 3.综合型 4.设计性 5.其它实验目的：通过本次实验掌握模态分析的基本方法。实验要求：连杆模型如图所示。材料的弹性模量 2.1e11pa，泊松比 0.3，质量密度7.8e3kg/m3，分析连杆的固有频率。实验设施：计算机、Ansys 软件知识点：模态分析。实验内容一、 建立分析模型1、建立分析项目进入 ansys 的主界面（Mechanical APDL）（1） 工作名更改GUI: FileChange Jobname,弹出 Ch
2、ange Jobname 对话框，在文本框中输入 liangan，应用Log 文件和错误文件，选中下面的复选框，完成后单击 Ok 按钮。（2） 更改工作标题GUI：FileChange Title，弹出 Change Title 对话框，在框中输入连杆，完成后单击 Ok 按钮。2、导入几何模型GUI: Utility menuimportiges,选中连杆模型 liangan.igs 导入3、设置单元选择单元，GUI：Main Menupreprocessorelment typeadd/edit/deleteadd，选择 structural masssolidbrick 20 node 1
3、86，确定命令 ET，1，Solid1864、设置材料创建材料模型，输入必要参数，弹性模量 EX,泊松比 PRXY 和质量密度 DENS。GUI：Main Menupreprocessormaterial propmaterial modelstructurelineaelasticlsotropic 输入弹性模量 EX,泊松比 PRXY 如图GUI：Main Menupreprocessormaterial propmaterial modelstructuredensity 输入质量密度 DENS 如图命令：MP,EX,1,2.1e8MP,PRXY,1,0.3MP,DENS,1,7.8e-
4、65、划分网格（1）设置网格大小，GUI：Main MenupreprocessorMeshingmeshtool，弹出 Meshtool 对话框，单击 Global后的 set 所示的对话框，设置如图所示。命令 ESIZE,5 !设置网格尺寸为 5（3） 选取扫略方法划分六面体网格GUI：Main MenupreprocessorMeshingmeshtool，弹出 Meshtool 对话框设置如图，mesh后 Pickall 完成网格划分，如图所示。二、 模型求解（1）端面添加全约束GUI：Main Menupreprocessorloaddefine loadapplystructura
5、ldisplacementon areas,点选对称端面 19,29，添加全 DOF 约束。命令，D,all,all !约束前要选择该端面上的所有节点（2）建立模态分析项目GUI: Main Menusolutionansys typenew ansys，弹出选取分析类型的对话框，选择modal。命令：antype，modal（3）求解设置求解前 10 阶的模态解并扩展解，打开预应力选项。GUI：GUI: Main Menusolutionansys typeOptions analysis 如图所示进行设定。命令：Modopt, lanb, 10 !选取 BolckLanczos（分块兰索斯
6、）法，提取 10 阶模态Mxpand，10 ！扩展模态 10注意：单击 0k 后弹出的对话框是另一种控制要扩展的模态数的方法。如果指定了一个频率范围，那么只有该频率范围内的模态会被扩展。取默认值所有模态会被扩展 。（3）计算当前模型GUI: Main Menusolutionsolvecurrent LS, 计算完成后会弹出提示信息框三、结果后处理（1） 查看结果概要列表GUI: General psotprocresult summary,弹出模型结果的各阶固有频率，如图（2）读取第一组解并查看振型（一阶）GUI:General Postprocread resultsfirst set命令
7、：set，1查看振型。Utility menuplotresultsdeformed shape,选择 def+undeformed，显示结果如图所示：（3）显示位移云图（一阶）GUI: Main MenuGeneral PostProcplot resultscontour plotnodal solu,弹出 contour nodal solution date 对话框，选择 nodal solutiondof solutiondisplacement vector sum, 单击 ok 按钮。（4）查看二阶振型和位移云图GUI:General Postprocread resultsnext set 读取第二组数据然后通过上面的方法查看振型和位移云图（5）显示动画具体做法如下：GUI：Utility MenuPlot CtrlsAnimateMode shape小结： 车用内燃机的连接活塞和曲轴的连杆，由于发动机的高转速，连杆往复的摆动频率很高，如果连杆的固有频率在 33.3100 的范围内会出现共振使连杆断裂，高速飞出的连杆会把曲轴箱打破后飞出，产生严重的后果，甚至造成人员伤亡，对连杆模态分析很有必要。作业：完成相应的实验报告。
