Использование средств термоупругого анализа программы ANSYS в исследовани спектров собственных частот для тонких изотропных и анизотропных тел

Abstract

Целью настоящей работы стало численное исследование и сравнительный анализ полученных спектров собственных частот и соответствующих им форм для тонких изотропных и анизотропных элементов, в частности при наличии общей анизотропии тепловых и упругих свойств материала. Как известно, под воздействием нагрузки, в том числе и тепловой, происходит изменение параметров колебаний системы, в связи с чем возникает вопрос о степени влияния термоупругих параметров различных материалов на спектр собственных частот и необходимости дальнейшего учета данного факта в инженерных конструкционных расчетах. Для моделей двух различных моделей, отображающих специфику исследования, в программном комплексе ANSYS был проведен модальный анализ для изотропной и ортотропной моделей с учетом и без учета термоупругости материала, как преднапряженного состояния области. Можно говорить о неком «стабилизирующем» влиянии анизотропии материала на проявление краевых эффектов, которое еще более усиливает температурный фактор, что способствует менее ярко выраженным участкам «плато». Термоанизотропия также уменьшает общее количество резонансных частот и способствует более медленному росту их значений при изменении высоты стержня. The aim of this work is the numerical investigation and comparative analysis of obtained eigenfrequency spec-trum and appropriate forms for slender isotropic and anisotropic bodies particularly at general anisotropy of material ther-mal and elastic properties. As known, under load, including thermal load there is parameters change of the system vibra-tions. In this connection, the question arises about the level of thermoelastic parameters impact of various materials on the eigenfrequency spectrum and about necessity of taking into account this fact in the engineering constructional calculations. To model two various models represented the study specific character in the software package ANSYS the modal analysis for isotropic and orthotropous models was carried out with and without material thermoelasticity as an area prestressed state. We can say about certain «stabilizing» impact of the material anisotropy on the edge effects display. It enhances temperature factor that leads to less expressed plateau regions. Thermoanisotropy reduces also total amount of resonance frequencies and leads to slower growth of their values at the rod height change.