1、第五章 模態(tài)分析,簡(jiǎn)介,在這一章中，將介紹模態(tài)分析。進(jìn)行模態(tài)分析類似線性靜力分析。 假設(shè)用戶已學(xué)習(xí)了第4章線性靜力結(jié)構(gòu)分析部分。 本章內(nèi)容: 模態(tài)分析步驟 有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析步驟 本節(jié)所述的功能，一般適用于ANSYS DesignSpace Entra及以上版本的許可。,模態(tài)系統(tǒng)分析基礎(chǔ),對(duì)于模態(tài)分析，振動(dòng)頻率wi和模態(tài)fi 是根據(jù)下面的方程計(jì)算的出的： 假設(shè): K 和 M 不變: 假設(shè)材料特性為線彈性的 利用小位移理論，并且不包括非線性的 不存在C ,因此無阻尼 無F , 因此無激振力 結(jié)構(gòu)可以強(qiáng)迫振動(dòng)也可以不強(qiáng)迫振動(dòng) 模態(tài) f 是相對(duì)值，不是絕對(duì)值,A.模態(tài)系統(tǒng)分析步驟,模態(tài)分析與線性靜態(tài)

2、分析的過程非常相似，因此不對(duì)所有的步驟做詳細(xì)介紹。用藍(lán)色斜體字的步驟是針對(duì)模態(tài)分析的。 附加幾何模型 設(shè)置材料屬性 定義接觸區(qū)域 (如果有的話) 定義網(wǎng)格控制 (可選擇) 定義分析類型 加支撐 (如果有的話) 求解頻率測(cè)試結(jié)果 設(shè)置頻率測(cè)試選項(xiàng) 求解 查看結(jié)果,幾何體和質(zhì)點(diǎn),模態(tài)分析支持各種幾何體： 實(shí)體, 表面體 和線體 可以使用質(zhì)量點(diǎn): 質(zhì)點(diǎn)在模態(tài)分析中只有質(zhì)量（無硬度）。 質(zhì)量點(diǎn)的存在會(huì)降低結(jié)構(gòu)自由振動(dòng)的頻率。 材料屬性: 楊氏模量,泊松比, 和 密度是必需的。, 接觸區(qū)域,模態(tài)分析，可能存在接觸。然而，由于模態(tài)分析是純粹的線性分析，所以，所采用的接觸不同于非線性分析中的接觸類型，具體如

3、下表所示： 接觸模態(tài)分析： 粗糙接觸和摩擦接觸： 將在內(nèi)部表現(xiàn)為黏結(jié)或不分離 如果有間隙存在，非線性接觸行為將是自由無約束的（例如， 接觸不存在） 綁定和不分離的接觸情形將取決于pinball區(qū)域的大小。, 分析類型,從Workbench的工具欄中選擇“Modal”指定模型的分析類型。 在 Analysis Settings中: 提取的模態(tài)階數(shù)：1到200（默認(rèn)的是6）。 指定頻率變化的范圍（默認(rèn)的是0到1e+08Hz）。, 載荷和約束,結(jié)構(gòu)和熱載荷無法在模態(tài)中存在。 約束: 假如沒有或者只存在部分的約束, 剛體模態(tài)將被檢測(cè). 這些模態(tài)將處于0HZ附近. 與靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析不同, 模態(tài)分析并不要求

4、禁止剛體運(yùn)動(dòng). 邊界條件對(duì)于模態(tài)分析來說，是很重要的。因?yàn)樗麄兡苡绊懥慵恼裥秃凸逃蓄l率. 因此需要仔細(xì)考慮模型是如何被約束的. 壓縮約束是非線性的，因此在此分析中不被使用., 求解,求解模型 (沒有要求的結(jié)果). 求解結(jié)束后，求解分支會(huì)顯示一個(gè)圖標(biāo)，顯示頻率和模態(tài)階數(shù). 可以從圖表或者圖形中選擇需要振型或者全部振型進(jìn)行顯示. 嵌入“Total Deformation”結(jié)果中需要求解模態(tài)。, 檢查結(jié)果,模態(tài): 由于在結(jié)構(gòu)上沒有激勵(lì)作用，因此振型只是與自由振動(dòng)相關(guān)的相對(duì)值。 在詳細(xì)列表里可以看到每個(gè)結(jié)果的頻率值. 應(yīng)用圖形窗口下方的時(shí)間標(biāo)簽的動(dòng)畫工具欄來查看振型,C. 有預(yù)應(yīng)力的模態(tài),在某些情況下，在執(zhí)行模態(tài)分析時(shí)可能需要考慮預(yù)應(yīng)力影響。 處于不變載荷作用的應(yīng)力作用下的結(jié)構(gòu)可能會(huì)影響固有頻率，例如吉他調(diào)弦。,沒有/有預(yù)應(yīng)力作用的例子,在項(xiàng)目圖表里建立一個(gè)靜力結(jié)構(gòu)分析與模態(tài)分析相結(jié)合的并有預(yù)應(yīng)力存在的分析模型。,注意在模型分支里，結(jié)構(gòu)分析結(jié)果變成開始狀態(tài)的。,沒有/有預(yù)應(yīng)力作用的例子,對(duì)一邊固支的薄板的結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單對(duì)比一下兩種分析 進(jìn)行兩個(gè)分析，對(duì)比模態(tài)和有預(yù)應(yīng)