ansys有限元法解题实例

Ansys有限元课程设计

问题一：飞机机翼振动模态分析

机翼模型沿着长度方向具有不规则形状，而且其横截面是由直线和曲线构成（如图所示）。机翼一端固定于机身上，另一端则自由悬挂。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^3

一、操作步骤：

1.选取5个keypoint，A（0,0,0）为坐标原点，同时为翼型截面的尖点；

2.B（2，0，0）为下表面轮廓截面直线上一点，同时是样条曲线BCDE的起点;

3.D(1.9,0.45,0)为样曲线上一点；

4.C(2.3，0.2,0)为样条曲线曲率最大点，样条曲线的顶点；

5.E(1,0.25,0)与点A构成直线，斜率为0.25；

6.通过点A、B做直线和点B、C、D、E作样条曲线就构成了截面的形状。沿Z方向拉伸，就得到机翼的实体模型；

7.创建截面如图：

1

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^3

8.定义网格密度并进行网格划分：

选择面单元PLANE42和体单元SOLID45进行划分网格求解。面网格选择单元尺寸为0.00625，体网格划分时按单元数目控制网格划分，选择单元数目为10

2

9. 对模型施加约束，由于机翼一端固定在机身上所以在机翼截面的一端所有节点施加位移和旋转约束

二、有限元处理结果及分析：

机翼的各阶模态及相应的变形： 1 阶次 频率（Hz） 14.257

3

2 61.447 3 89.866 4 138.19 5 256.76 一阶振动模态图：

二阶振动模态图：

三阶振动模态图：

4