1.定义文件名

GUI：Utility Menu|File|Change Jobname

操作后弹出一个对话框，在输入栏中输入“Printing Machine Cylinder”，单击OK。

2.定义单元和属性

（1）定义单元

GUI：Main Menu|Preprocessor|Element Type|Add/Edit/Delete

操作后弹出对话框，单击Add，在弹出对话框的左边选择Solid，然后在右边选择Brick8node45单元，单击OK。

（2）定义单元材料常数

GUI：Main Menu|Preprocessor|Material Props|Material Models

操作后弹出一个对话框，单击Structural|Liner|Elastic|Isotropic，又弹出一个输入材料属性的对话框，输入EX=2.1E11，PRXY=0.288，单击OK，关闭对话框。单击Density，输入DENS=7850。

3.建立模型

（1）定义参数

在命令输入窗口中输入D1=0.4；D2=0.12；D3=0.07；D4=0.08；B1=0.012；B2=0.015；L=2.4；L1=0.1；L2=0.08；L3=0.1。

（2）建立滚筒

1）GUI：Main Menu|Preprocessor|Modeling|Create|Volumes|Cylinder|By Dimensions

操作后在弹出的对话框中输入RAD1=D1/2，RAD2=0，Z2=L，其他选项保持默认值，单击Apply。

2）在对话框中继续输入RAD1=D1/2-B2，RAD2=0，Z1=B1，Z2=L-B1其他选项保持默认值，单击OK。

3）GUI：Main Menu|Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Subtract|Volumes

操作后弹出拾取对话框，用鼠标拾取大圆柱体，单击Apply，然后拾取小圆柱体，单击OK。

（3）建立中心轴

1）GUI：Main Menu|Preprocessor|Modeling|Create|Volumes|Cylinder|By Dimensions

操作后在弹出的对话框中输入RAD1=D1/2，RAD2=0，Z1=-L1，Z2=L+L1，其他选项保持默认值，单击OK。

2）GUI：Main Menu|Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Subtract|Volumes

操作后弹出拾取对话框，用鼠标拾取体3，单击Apply，然后拾取体1，单击OK。

3）GUI：Main Menu|Preprocessor|Modeling|Create|Volumes|Cylinder|By Dimensions

操作后在弹出的对话框中输入RAD1=D1/2，RAD2=0，Z1=-L1，Z2=L+L1，其他选项保持默认值，单击OK。

（4）建立轴承连接端

1）GUI：Main Menu|Preprocessor|Modeling|Create|Volumes|Cylinder|By Dimensions

操作后在弹出的对话框中输入RAD1=D4/2，RAD2=0，Z1=L1+L，Z2=L1+L+L2，其他选项保持默认值，单击Apply。

2）在对话框中继续输入RAD1=D4/2，RAD2=0，Z1=-L1，Z2=-L1-L2，其他选项保持默认值，单击OK。

（5）使用布尔的粘结操作把所有体粘结成一个整体

GUI：Main Menu|Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Glue|Volumes

操作后弹出拾取对话框，单击PickAll。

（6）建立滚筒上的共八个圆孔，每端四个。

使用By Dimensions方法建立圆柱体，它的圆柱体中心与工作平面的中心是一致的，因此可通过移动工作平面来实现在任意位置建立圆柱体。

1）移动工作平面。

GUI：Utility Menu|WorkPlane|Offset WP by Increments

在弹出的对话框中的SnapsX，Y，ZOffsets选项中输入0，L3，0，含义为把工作平面中心沿工作平面的Y轴移动L3的距离。

2）GUI：Main Menu|Preprocessor|Modeling|Create|Volumes|Cylinder|By Dimensions

在弹出的对话框中输入RAD1=D3/2，RAD2=0，Z1=-L1，Z2=L+L1，其他选项保持默认值，单击OK。

3）使用复制功能，建立剩余三个轴。

GUI：Main Menu|Preprocessor|Modeling|Copy|Volumes

弹出拾取对话框，拾取刚建立的小圆柱体编号为1，单击OK。弹出复制体对话框，输入DY=-2^*L3，单击Apply；弹出拾取对话框，继续拾取体1，单击OK，弹出复制体对话框，输入DX=L3，DY=-L3，单击Apply；弹出拾取对话框，继续拾取体1，单击OK，弹出复制体对话框，输入DX=-L3，DY=-L3，单击OK。

4）使用布尔操作的减运算，把这四个小圆柱体体从滚筒中减去，即可建立完成整个印刷机滚筒模型。

GUI：Main Menu|Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Subtract|Volumes

弹出拾取对话框，拾取滚筒，单击Apply，拾取四个小圆柱体，单击OK。完整的印刷机滚筒的实体模型如图11-7所示。

4.网格划分

（1）打开网格划分工具

GUI：Main Menu|Preprocessor|Meshing|MeshTool。

（2）采用智能网格划分方法，设置划分级别

勾选网格划分工具面板上的SmartSize，并设置为5。其他保持默认设置。单击Mesh，弹出拾取对话框，单击PickAll。图11-8给出了印刷机滚筒的有限元模型。

图11-7 印刷机滚筒的实体模型(www.daowen.com)

图11-8 印刷机滚筒的有限元模型

5.进行静力求解

（1）设置分析类型

1）设置求解类型为静态求解。

GUI：Main Menu|Solution|Analysis Type|New Analysis

在弹出的对话框中选中Static，含义为进行静态问题求解。

2）设置预应力力选项。

GUI：Main Menu|Solution|Analysis Type|Analysis Options

弹出求解分析选项对话框，拖动滚动条，找到PSTRES，设置为Prestress ON。

（2）定义边界条件

1）约束轴承连接段表面的UX，UY和UZ自由度。

GUI：Main Menu|Solution|Define Loads|Apply|Structural|Displacement|On Areas

弹出拾取对话框，两个轴承连接段的上下表面单击Apply，弹出自由度选择对话框，选择UX，单击Apply；重复以上操作方法继续约束UX，UY和UZ。

2）施加重力载荷，通过施加自由度来考虑其自身重力载荷。

GUI：Main Menu|Solution|Define Loads|Apply|Structural|Inertia|Gravity|Global

在弹出的对话框中输入ACELY=9.8。

（3）进行求解

GUI：Main Menu|Solution|Current LS

弹出求解对话框单击OK。忽略警告，单击Yes。

6.进行模态求解

（1）设置求解条件

1）设置求解类型为模态分析。

GUI：Main Menu|Solution|Analysis Type|New Analysis

在弹出的对话框中选中Modal。

2）设置模态分析选项。

GUI：Main Menu|Solution|Analysis Type|Analysis Options

弹出模态分析（Model Analysis）对话框，设置模态提取方法为Block Lanczos；在No.of modes to extract选项中设置模态提取阶数为5，在NMODENo.of modes to expand选项中设置模态提取阶数为5；勾选PSTRES选项，设置为预应力模态，单击OK，保持弹出Block Lanczos方法对话框的默认设置，单击OK。

（2）进行求解

GUI：Main Menu|Solution|Current LS，弹出求解对话框，单击OK，然后单击Yes。

7.后处理

（1）查看提取的固有频率

GUI：Main Menu|General Postproc|Results Summary

可以观察到提取固有频率的大小。

（2）观察第3阶固有频率的振型。

1）读取对应的频率，从观察第3阶频率为例。

GUI：Main Menu|General Postproc|Read Results|By Pick

弹出频率选择对话框，选择序列号为3的频率，单击Read，然后单击Close。

2）观察位移振型。

GUI：Main Menu|General Postproc|Plot Results|Nodal Solu

弹出节点求解数据云图对话框，选择DOF Solution|Displacement vectorsun，单击OK，3阶频率对应的位移振型云图如图11-9所示。

（3）观察第4阶固有频率的振型

1）读取对应的频率，现在以观察第4阶频率为例。

GUI：Main Menu|General Postproc|Read Results|By Pick

弹出频率选择对话框，选择序列号为4的频率，单击Read，然后单击“Close”。

2）观察位移振型。

GUI：Main Menu|General Postproc|Plot Results|Nodal Solu

弹出节点求解数据云图对话框，选择DOF Solution|Displacement vector sun，单击OK，4阶频率对应的位移振型云图如图11-10所示。

图11-9 印刷机滚筒第3阶模态振型

图11-10 印刷机滚筒第4阶模态振型