使用ANSYS workbench进行AGARD445.6的模态分析

1、AGARD445.6几何模型

图1

AGARD445.6的几何形状如图1所示，根部弦长：0.559m；机翼半展长：0.762m；展弦比：1.65；梢根比：0.66；后掠角：45°；翼型：Naca 65A004。翼型数据如图2所示。

图2

2、设置材料属性

首先从ANSYS workbench左边栏的分析模块中拖出Modal模块。

图3

双击Engineering Data进入材料设置界面，新建agard材料，并从左边的Toolbox中拖出Density和Orthotropic Elasticity部分，相关参数的填写如图4所示。

图4

3、建立单元局部坐标系

因为AGARD 445.6使用的是正交各向异性材料，所以我们需要新建单元局部坐标系，使得单元局部坐标系的x轴方向沿展向方向。
双击Model，进入Mechanical；如图5所示，将鼠标移至Coordinate Systems右击insert->Coordinate System；

图5

然后如图6所示，点击outline上面的RZ，并将左下方信息框中的Origin->Define By改为Global Coordinates，同时将Transformations->Rotate Z改为45°，这样我们就建立好了一个局部坐标系。

图6

然后我们把这个局部坐标系赋给结构的单元，如图7所示，右击Geometry中Part，insert->Element Orientation

图7

然后如图8所示，Scope->Geometry选择整个实体，Definition中Defined By改为Coordinate System，下面的Coordinate System选择我们之前建立的局部坐标系。

图8

4、绘制网格

将Mesh->Sizing中参数按照图9进行设置，就可以生成如图9所示的结构网格。

图9

5、设置边界条件并求解

首先将机翼的根部固支：右击Modal->insert->Fixed Support然后选择根部的面即可。为了显示结构的模态振型，右击Solution->insert->Deformation->Total然后选择整个实体，最后右击Solve进行求解。

6、计算结果

如图10所示，我们得到了AGARD 445.6的模态频率和振型，图10中显示的为4阶模态的振型。同时，我们可以和后面列出的参考文献中的模态频率和模态振型进行对比，可以发现结果吻合的很好。

图10

参考文献：

[1] Silva, Paulo Augusto Strobel Freitas, and Marcus Vinicius Girão de Morais 2017Fluid Structure Interaction on AGARD 445.6 wing at Mach 0.9. Revista Interdisciplinar de Pesquisa em Engenharia - RIPE 2(35): 224–235.
[2] Aerodynamic and Static Aeroelastic Computations of a Slender Rocket with All-Movable Canard Surface - Chen Dongyang, Laith K Abbas, Rui Xiaoting, Wang Guoping, 2018 N.d. https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0954410017705901, accessed December 14, 2018.
[3] A Method for Static Aeroelastic Analysis Based on the High-Order Panel Method and Modal Method | SpringerLink N.d. https://link.springer.com/article/10.1007/s11431-010-4253-4, accessed December 14, 2018.