带有张拉的绳索的振动模态分析(GUI)

解答：计算模型如图所示。

这里选取足够数量的单元以确保能够充分体现动态分析的特征；首先进行静力分析，采用3D的单向杆单元(Tension-only or Compression-only Spar Elements：LINK10)。
建模的要点：
􀁘定义分析类型，选取单元、实常数和材料参数；
􀁙依据算例定义节点和单元，设置输出选项和位移约束；
􀁰采用初应变来施加张力，
􀁱为了在后续的模态分析中考虑预紧的初始张力，需在静力分析与模态分析过程中，同时确保预应力效应打开< PSTRES,ON >
􀁲求解预应力引起的应力状态；
􀁳提取计算结果，进行模态分析；

􀁴用命令<*GET >提取结果，对于一些线型单元(杆、梁、板)，需要采用单元列表< ETABLE >来提取应力。
最后将计算结果与参考文献所给出的解析结果进行比较，见表7-4。

给出的基于图形界面(GUI)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 String）: String →Run → OK
(2) 设置计算类型
ANSYS Main Menu：Preferences… → Structural → OK
(3)定义单元类型
ANSYS Main Menu：Preprocessor → Element Type → Add/Edit/Delete... → Add…→ Link : 3D Bilinear 10 →Ok（返回到Element Types窗口）→选择Type 1 LINK10 单击Options…→K3：Tension only → OK → Close
(4) 定义实常数
ANSYS Main Menu: Preprocessor → Real Constants…→ Add/Edit/Delete... →Add…→ 选择 Type 1 LINK10 → OK → Real Constants Set No. : 1（第1号实常数）, AREA: 306796E-8 (绳索截面积), ISTRN: 543248E-8 → Ok → Close (关闭 Real Constants 窗口)

(5) 定义材料参数
ANSYS Main Menu: Preprocessor → Material Props → Material Models →Structural → Linear →Elastic → Isotropic：EX: 30e6 →Note：确定→ OK，Density (定义材料密度) → 输入DENS:73e-5, →OK →关闭材料定义窗口
(6) 构造悬索模型
生成节点
ANSYS Main Menu：Preprocessor → Modeling → Create → Nodes → In Active CS → Node number：1，X，Y，Z Location in active CS：0，0，0 Apply → Node number：14，X，Y，Z Location in active CS：100，0，0 → OK
ANSYS Main Menu：Preprocessor → Modeling → Create → Nodes → Fill between Nds 点击节点1、14 → OK → OK
生成元素
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling → Create → Elements → Auto Numbered → ThruNodes → 点击1、2号节点，生成第一个单元
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling → Copy → Elements → Auto Numbered → 选择第一个元素 → OK → Total number of copies: 13 → OK
(7) 模型加约束
ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads →Apply → Structural→ Displacement On Nodes →Pick All → OK → Lab2: All DOF(全约束) → OK
(8) 求解预应力引起的应力状态
ANSYS Main Menu: Solution → Analysis Type → New Analysis → Static→OK
ANSYS Main Menu: Solution → Analysis Type → Sol’n controls 在 Basic 标签下选中 Calculate prestress effects → OK
ANSYS Main Menu：Solution → Solve → Current LS→ OK→ Yes(9) 存储应力计算数据
ANSYS Main Menu：General Postproc → Element Table → Define Table → Add… → Lab: STRS, Results data item: By sequence number, 右侧框中选择 LS，下面框中输入 LS，1 → OK → Close
ANSYS Utility Menu:Parameters → Get Scalar Data →分别选择Result data, Elem table data →OK→Name of parameter to be defined: STRSS ; Element number N: 13 → OK
ANSYS Main Menu: TimeHist Postpro→Define Variables →Add → 选择Reaction forces →List of items: 1 →Ok →Item,Comp Data item: Struct force FX → OK →close
ANSYS Main Menu: TimeHist Postpro→Store Data
ANSYS Utility Menu: Parameters → Get Scalar Data →分别选择Result data, Time-hist var’s →OK→Name of parameter to be defined: FORCE ; Variable number N: 2, Data to be retrieved: Maximum val Vmax → OK
(10)模态分析计算
ANSYS Main Menu: Solution → Analysis Type → New Analysis → Modal → OK → Close(warning)
ANSYS Main Menu: Solution → Analysis Type → Analysis Options →[MODOPT] Block Lanczos, No. of modes to extract: 3 Expand mode shapes: Yes, No. of modes to expand:3 [PSTRES]: Yes→ OK → OK
ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads →delete →Structural→ Displacement → On Nodes → 选择2至13节点→ OK →选择UX→ OK删除从2号节点到13号节点上的UX约束ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads →delete →Structural→ Displacement → On Nodes → 选择2至13节点→ OK →选择UY→ OK删除从2号节点到13号节点上的UY约束
ANSYS Main Menu：Solution → Solve → Current LS → OK→ Yes
(11) 存储模态计算数据并显示全过程计算结果
ANSYS Utility Menu: Parameters → Get Scalar Data →分别选择Result data, Modal results →OK→Name of parameter to be defined: FREQ1 ; Variable number N: 1 ,Data to be retrieved: Frequency FREQ → OK
ANSYS Utility Menu: Parameters → Get Scalar Data →分别选择Result data, Modal results →OK→Name of parameter to be defined: FREQ2 ; Variable number N: 2 ,Data to be retrieved: Frequency FREQ → OK
ANSYS Utility Menu: Parameters → Get Scalar Data →分别选择Result data, Modal results →OK→Name of parameter to be defined: FREQ3 ; Variable number N: 3 ,Data to be retrieved: Frequency FREQ → OK
ANSYS Utility Menu：List →Status →Parameters →All Parameters 

(12) 退出系统
ANSYS Utility Menu：File → Exit → Save Everything → OK

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