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[线性振动] 求救!为什么我用传递矩阵法和ANSYS算出的固有频率不一致!

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发表于 2012-12-11 17:32 | 显示全部楼层 |阅读模式

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求救,自己用传递矩阵法算的轴的固有频率,和ANSYS算出的固有频率不一致!找不出哪里错了.这是我编的MATLAB程序:clc
clear
L=[0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035]; %轴段长度
d=0.05; %直径
A=pi*d*d/4; %截面积
%盘轴材料参数
a=0;
k=0;
u=0.3; %泊松比
rou=7850; %密度
E=2.06e11; %弹性模量
K1=2.0e16; %支撑处刚度
G=E/(2*(1+u));
I=pi*(d^4)/64;
for i=1:20;
M(i)=rou*pi*d^2/4*L(i);%轮盘的集质量
I1(i)=0.78*L(i)*(d^4)/1.0e6;
I3(i)=M(i)*(d^2)/8;
v(i)=0;%6*E*I/(a*G*A*L(i)*L(i));%剪切影响系数
Jp=M(i)*d*d/8; %极转动惯量
Jd=Jp/2; %直径转动惯量
J(i)=0;%Jp-Jd;
end
K=[K1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 K1]; %支撑刚度
for w=0:1:20000;
for i=1:20;
T(:,:,i)=[1+(L(i)^3)*(1-v(i))*(M(i)*w^2-K(i))/(6*E*I) L(i)+L(i)^2*J(i)*w^2/(2*E*I) L(i)^2/(2*E*I) L(i)^3*(1-v(i))/(6*E*I);

(L(i)^2)*(M(i)*w^2-K(i))/(2*E*I) 1+L(i)*J(i)*w^2/(E*I) L(i)/(E*I) L(i)^2/(2*E*I);

L(i)*(M(i)*w^2-K(i)) J(i)*w^2 1 L(i);

M(i)*w^2-K(i) 0 0 1];%传递矩阵
end
H=T(:,:,1);
for i2=2:20;
H=T(:,:,i2)*H;
end
F=H(3,1)*H(4,2)-H(4,1)*H(3,2);
if F*(-1)^k < 0 %求解临界转速
k=k+1;
wi(k)=w %固有频率
ni(k)=wi(k)*30/pi;%临界转速
end
end



补充内容 (2013-1-5 09:40):
转子的固有频率,我用ANSYS算的固有频率和论坛算例算一算出的临界转速再乘以pi/30完全不一样啊,是不是固有频率不能用临界转速来换算呢?

这是算列一
算例一:如图所示两端简支的光轴系统,轴长为2m,轴直径为0.1m,转子弹性模量为2.095e11Pa,转子材料密度为7.85e3kg/m3。


用论坛程序算出该转子可以求得临界转速的理论解,理论解为:
一阶临界转速:3043  转/分
那么换算成固有频率为w=3043*pi/30=318.5

但我用ANSYS计算这根轴的固有频率为634,为什么呢????

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发表于 2012-12-12 10:54 | 显示全部楼层
简单看程序,貌似是转动振动
ansys中可能完全、转动、刚体都包括。。。
力学模型不同啊,,,

点评

赞成: 4.0
赞成: 4
  发表于 2014-8-6 11:42
 楼主| 发表于 2012-12-12 12:51 | 显示全部楼层

我求解的是轴的径向振动不是扭转振动啊,但是和ANSYS求得的完全不一致啊,不知道什么原因呢?
发表于 2012-12-12 15:43 | 显示全部楼层
jackyyjy 发表于 2012-12-12 12:51
我求解的是轴的径向振动不是扭转振动啊,但是和ANSYS求得的完全不一致啊,不知道什么原因呢?

总得说清楚有什么不一样吧
发表于 2012-12-13 20:34 | 显示全部楼层
犟牛 发表于 2012-12-12 15:43
总得说清楚有什么不一样吧

自己理解是,ansys算出的包括扭转和径向振动,因此需要分别查看吧。
 楼主| 发表于 2012-12-16 15:55 | 显示全部楼层
犟牛 发表于 2012-12-12 15:43
总得说清楚有什么不一样吧

前几阶固有频率。和临界转速
发表于 2012-12-26 15:37 | 显示全部楼层
jackyyjy 发表于 2012-12-12 12:51
我求解的是轴的径向振动不是扭转振动啊,但是和ANSYS求得的完全不一致啊,不知道什么原因呢?

你的程序很乱啊
前面看,貌似是想用多体动力学矩阵计算轴弯曲振动
后面看呢,又找不到相关矩阵建立方式。。
很不明了
 楼主| 发表于 2013-1-5 08:40 | 显示全部楼层
dw04116 发表于 2012-12-26 15:37
你的程序很乱啊
前面看,貌似是想用多体动力学矩阵计算轴弯曲振动
后面看呢,又找不到相关矩阵建立方式 ...

T(:,:,i)=[1+(L(i)^3)*(1-v(i))*(M(i)*w^2-K(i))/(6*E*I) L(i)+L(i)^2*J(i)*w^2/(2*E*I) L(i)^2/(2*E*I) L(i)^3*(1-v(i))/(6*E*I);

(L(i)^2)*(M(i)*w^2-K(i))/(2*E*I) 1+L(i)*J(i)*w^2/(E*I) L(i)/(E*I) L(i)^2/(2*E*I);

L(i)*(M(i)*w^2-K(i)) J(i)*w^2 1 L(i);

M(i)*w^2-K(i) 0 0 1];%传递矩阵这个就是传递矩阵啊,用的是prohl法、
 楼主| 发表于 2013-1-5 08:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 jackyyjy 于 2013-1-5 09:39 编辑
dw04116 发表于 2012-12-26 15:37
你的程序很乱啊
前面看,貌似是想用多体动力学矩阵计算轴弯曲振动
后面看呢,又找不到相关矩阵建立方式 ...

转子的固有频率,我用ANSYS算的固有频率和论坛算例算一算出的临界转速再乘以pi/30完全不一样啊,是不是固有频率不能用临界转速来换算呢?

这是算列一
算例一:如图所示两端简支的光轴系统,轴长为2m,轴直径为0.1m,转子弹性模量为2.095e11Pa,转子材料密度为7.85e3kg/m3。

                               
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用论坛程序算出该转子可以求得临界转速的理论解,理论解为:
一阶临界转速:3043  转/分

那么换算成固有频率为w=3043*pi/30=318.5


但我用ANSYS计算这根轴的固有频率为634,为什么呢????
 楼主| 发表于 2013-1-5 08:40 | 显示全部楼层
dw04116 发表于 2012-12-26 15:37
你的程序很乱啊
前面看,貌似是想用多体动力学矩阵计算轴弯曲振动
后面看呢,又找不到相关矩阵建立方式 ...

T(:,:,i)=[1+(L(i)^3)*(1-v(i))*(M(i)*w^2-K(i))/(6*E*I) L(i)+L(i)^2*J(i)*w^2/(2*E*I) L(i)^2/(2*E*I) L(i)^3*(1-v(i))/(6*E*I);

(L(i)^2)*(M(i)*w^2-K(i))/(2*E*I) 1+L(i)*J(i)*w^2/(E*I) L(i)/(E*I) L(i)^2/(2*E*I);

L(i)*(M(i)*w^2-K(i)) J(i)*w^2 1 L(i);

M(i)*w^2-K(i) 0 0 1];%传递矩阵这个就是传递矩阵啊,用的是prohl法、
 楼主| 发表于 2013-1-5 08:40 | 显示全部楼层
dw04116 发表于 2012-12-26 15:37
你的程序很乱啊
前面看,貌似是想用多体动力学矩阵计算轴弯曲振动
后面看呢,又找不到相关矩阵建立方式 ...

T(:,:,i)=[1+(L(i)^3)*(1-v(i))*(M(i)*w^2-K(i))/(6*E*I) L(i)+L(i)^2*J(i)*w^2/(2*E*I) L(i)^2/(2*E*I) L(i)^3*(1-v(i))/(6*E*I);

(L(i)^2)*(M(i)*w^2-K(i))/(2*E*I) 1+L(i)*J(i)*w^2/(E*I) L(i)/(E*I) L(i)^2/(2*E*I);

L(i)*(M(i)*w^2-K(i)) J(i)*w^2 1 L(i);

M(i)*w^2-K(i) 0 0 1];%传递矩阵这个就是传递矩阵啊,用的是prohl法、
发表于 2013-2-21 14:25 | 显示全部楼层
jackyyjy 发表于 2013-1-5 08:40
T(:,:,i)=[1+(L(i)^3)*(1-v(i))*(M(i)*w^2-K(i))/(6*E*I) L(i)+L(i)^2*J(i)*w^2/(2*E*I) L(i)^2/(2*E*I)  ...

固有频率真的不用这么算,,特征值法很是简单明了的。
这个“T”有点乱。。ansys求出来的是什么你还得进一步确定。
发表于 2013-3-22 16:02 | 显示全部楼层
dw04116 发表于 2013-2-21 14:25
固有频率真的不用这么算,,特征值法很是简单明了的。
这个“T”有点乱。。ansys求出来的是什么你还得进 ...

我用的特征值法,计算的和ansys结果页相差较大!
发表于 2013-3-25 11:06 | 显示全部楼层
ME! 发表于 2013-3-22 16:02
我用的特征值法,计算的和ansys结果页相差较大!

我用特征值法算的很好,没有问题。
你的特征值法,我怎么没有看见求特征值的函数呢
发表于 2013-3-25 20:00 | 显示全部楼层
dw04116 发表于 2013-3-25 11:06
我用特征值法算的很好,没有问题。
你的特征值法,我怎么没有看见求特征值的函数呢

我用特征值法计算了两种不同的单元;
一种是一般平面梁单元;另一种是平面纯弯曲梁单元,结果相差快50%
这是为什么?
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