柔性体动力学研究包含两个部分，第一部分是动力学的研究，第二部分是数值 仿真部分。模型以较高的速度进行转动工作时，它的应力、应变和变形对工程实际 的研究意义重大，所以动力学部分主要研究这一方面。正如上文所述，动力学的的 研究，一开始是从航天领域发展起来的，使用柔性技术前要对柔性体的结构进行分 析，所以在这些工程实际中柔性体所产生的变形是不能被我们忽略的，因为变形时 柔性体的内部空间不会维持在稳定的状态，这种状态下的研究因受力的不同差异很 大，所以应该给予重视。

二十世纪八十年代是柔性体动力学仿真发展非常快速的一个时期，很多相关理 论得到了完善，一些比较经典的模型也在这个时期被建立起来，大量数学方法的应 用，使得柔性体动力学的研究更上一层楼。二十世纪九十年代，柔性体动力学仿真 技术进入相对成熟的阶段。动力学仿真技术虽然已经取得很大的进步，但是依旧存 在着一些难以解决的问题，这些问题基本上可以分成五类：大数据模拟计算、滑动 和碰撞接触、柔性体在运动式的计算分析、物体集成、材料结构的设计和优化。解 决以上几类问题，将是接下来一段时间内这门学科研究的重点。

1。5 本论文内容安排

基于 Workbench 的大挠性板式结构的动力学分析是许多工程实际问题的基础。 工程中的许多模型都可以简化为这一模型进行研究，如汽轮机叶片，太阳能帆板等。 本文先是研究了大挠性矩形薄板的前二十阶模态，分析不同振型，接着对板的静力 学特性做出了分析，之后通过几组对比实验，对动力学特性做出了进一步的探讨。

本文具体内容如下： 第一章是绪论部分，介绍了大挠性板式结构动力学分析的工程背景，将分析时

用到的有限元法做了相应的理论介绍，指出柔性体动力学仿真的特性及研究方法。 第二章为模态分析部分，此部分先是介绍 ANSYS 的应用情况、工作的理论基

础以及能够完成的工作内容等。之后具体给出了前二十阶模态的振型图，并根据振 型图得出总结性的结论。

第三章是静力学分析部分，在该部分中，将板的一端给予支撑，另一端施加模 拟的稳定载荷，分析板的总体变形，通过云图，分析板上的静力学特性，末端位移。 第四章是动力学分析部分，先是研究在相同的转速下，不同材料对板的变形的 影响，之后研究在不同转速下同种材料的变形量，接着研究当材料和速度动相同的 情况下，弹性模量对变形的影响，最后研究的是在给定的角加速度时，板的变形量，

从而得到符合工程实际的分析结果。

第二章 模态分析

2。1 ANSYS  Workbench 应用

ANSYS 有限元软件是美国 ANSYS 公司研制的一款计算机辅助软件，是一个根 据有限元建模理论通过计算机程序编制而成的通用软件，ANSYS 可以用来求解结 构力学、流体力学、电力、热力学、电磁场、磁场耦合及结构间碰撞等相关的问题。 因此它可应用于各个主要的工业领域中： 航空航天业、汽车制造业、生物医学的 研发与制造、桥梁建筑业、电子信息产品、矿山机械、微型机械系统、医疗器械、 家电家具等[7]。Workbench 是 ANSYS 的附属软件，是美国 ANSYS 公司在协同仿真 环境的前提下，为了更加方便地解决企业产品研发过程中的设计与优化而提出的新 CAE 软件。Workbench 模块能对结构做出精准的力学仿真有足够能力应对信息化时 代仿真软件面临淘汰的巨大压力、同时能够很好的提高企业的生产效率。

ANSYS Workbench 的特点：