ansys模態(tài)分析報(bào)告詳解

1、實(shí)用文檔文案大全ANSYS動(dòng)力學(xué)分析指南作者：安世亞太第一章模態(tài)分析1.1模態(tài)分析的定義及其應(yīng)用模態(tài)分析用于確定設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)或機(jī)器部件的振動(dòng)特性（固有頻率和振型），即結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型， 它們是 承受動(dòng)態(tài)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)。同時(shí)，也可以作為其它動(dòng)力學(xué)分析問(wèn)題的起點(diǎn)，例如瞬態(tài) 動(dòng)力學(xué)分析、諧響應(yīng)分析和譜分析， 其中模態(tài)分析也是進(jìn)行譜分析或模態(tài)疊加法諧響應(yīng)分析或瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析所必需的前期分析過(guò)程。ANSYS 勺模態(tài)分析可以對(duì)有預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析和循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)模態(tài)分析。前者有旋轉(zhuǎn)的渦輪 葉片等的模態(tài)分析，后者則允許在建立一部分循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模型來(lái)完成對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析。ANSYS品家族中

2、的模態(tài)分析是一個(gè)線性分析。任何非線性特性，如塑性和接觸（間隙）單元，即使 定 義了也將被忽略。ANSYS 提供了七種模態(tài)提取方法，它們分別是子空間法、分塊Lanczos 法、PowerDynamics 法、縮減法、非對(duì)稱法、阻尼法和 QF 阻尼法。阻尼法和QR 阻尼法允許在結(jié)構(gòu)中存在阻尼。后面將詳細(xì)介紹模態(tài)提取方法。1.2模態(tài)分析中用到的命令模態(tài)分析使用所有其它分析類型相同的命令來(lái)建模和進(jìn)行分析。同樣，無(wú)論進(jìn)行何種類型的分析，均 可從用戶圖形 界面（GUI）上選擇等效于命令的菜單選項(xiàng)來(lái)建模和求解問(wèn)題。后面的“模態(tài)分析實(shí)例（命令流或批處理方式）”將給岀進(jìn)行該實(shí)例模態(tài)分析時(shí)要輸入的命令（手工 或以

3、批處理 方式運(yùn)行 ANSYS 寸） 。而“模態(tài)分析實(shí)例（GUI 方式）” 則給出了以從 ANSYS GUI 中選擇 菜單選項(xiàng)方式進(jìn)行同一實(shí)例分析的步驟。（要想了解如何使用命令和GUI 選項(xiàng)建模，請(qǐng)參閱 vvANSYSt模與網(wǎng)格指南）。ANSYS 命令參考 手冊(cè) 中有更詳細(xì)的按字母順序列出的ANSY 唏令說(shuō)明。1.3模態(tài)提取方法典型的無(wú)阻尼模態(tài)分析求解的基本方程是經(jīng)典的特征值問(wèn)題：其中：L；丨=剛度矩陣， 】=：=第:階模態(tài)的振型向量（特征向量） :=第:階模態(tài)的固有頻率（j- .是特征值）有許多數(shù)值方法可用于求解上面的方程。ANSYS 提供了 7 種方法模態(tài)提取方法，下面分別進(jìn)行討論。1.分塊

4、 Lanczos 法2.子空間（Subspace）法實(shí)用文檔文案大全3.Power Dynamics 法4.縮減（Reduced /Householder ）法5.非對(duì)稱（Unsymmetric ）法6.阻尼（Damp 法（阻尼法求解的是另一個(gè)方程，參見(jiàn)中關(guān)于此法的詳細(xì)信息）7.QR 阻尼法（QR 阻尼法求解的是另一個(gè)方程，參見(jiàn)ANSY 理論手冊(cè) 中關(guān)于此法的詳細(xì)信息）注意一阻尼法和非對(duì)稱法在ANSYS/Professional中不可用。前四種方法（分塊 Lanczos 法、子空間法、PowerDynamics 法和縮減法）是最常用的模態(tài)提取方法。 下表比較了這四種模態(tài)提取方法，并分別對(duì)每一種

5、方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要描述。對(duì)稱系統(tǒng)特征值求解法表模態(tài)提取法適用范圍內(nèi)存要求存貯要求分塊Lanczos法缺省提取方法用于提取大模型的多階模態(tài)（40階以上）建議在模型中包含形狀較差的實(shí)體和殼單元時(shí)采用此 法最適合于由殼或殼與實(shí)體組成的模型 速度快， 但要求比子空間法內(nèi)存多50%中低子空間法用于提取大模型的少數(shù)階模態(tài)（40階以下）適合于較好的實(shí)體及殼單元組成的模型可用內(nèi)存有限時(shí)該法運(yùn)行良好低高PowerDyn amics用于提取大模型的少數(shù)階模態(tài)（20階以下）適合于100K以上自由度模型的特征值快速求解 對(duì)于網(wǎng)格較粗的模型只能得到頻率近似值 復(fù)頻情況時(shí)可能遺漏模態(tài)高低縮減法用于提取小到中等模型（小于10K

6、自由度）的所有模態(tài) 選取合適主自由度時(shí)可獲取大模型的少數(shù)階（40階以下）模態(tài)，此時(shí)頻率計(jì)算的精度取決于主自由度的選 取。低低1.3.1分塊Lanczos法分塊 Lanczos 法特征值求解器是卻省求解器，它采用 Lanczos 算法，是用一組向量來(lái)實(shí)現(xiàn) Lanczos 遞 歸計(jì)算。 這種方法和子空間法一樣精確，但速度更快。無(wú)論EQSLV 命令指定過(guò)何種求解器進(jìn)行求解，分塊 Lanczos 法都 將自動(dòng)采用稀疏矩陣方程求解器。計(jì)算某系統(tǒng)特征值譜所包含一定范圍的固有頻率時(shí)，采用分塊Lanczos 法方法提取模態(tài)特別有效。計(jì)算時(shí)，求解從頻率譜中間位置到高頻端范圍內(nèi)的固有頻率時(shí)的求解收斂速度和求解低階

7、頻率時(shí)基本上一樣快。因此，當(dāng)采用頻移頻率（FREQB 來(lái)提取從 FREQR 起始頻率）的 n 階模態(tài)時(shí)，該法提取大于 FREQB 的 n 階模態(tài)和 提取 n 階低頻模態(tài)的速度基本相同。1.3.2子空間法實(shí)用文檔文案大全子空間法使用子空間迭代技術(shù)，它內(nèi)部使用廣義Jacobi 迭代算法。由于該方法采用完整的丨一計(jì)和八|矩陣，因此精度很高，但是計(jì)算速度比縮減法慢。這種方法經(jīng)常用于對(duì)計(jì)算精度要求高，但無(wú)法選擇主自由度（DOF 的情形。做模態(tài)分析時(shí)如果模型包含大量的約束方程，使用子空間法提取模態(tài)應(yīng)當(dāng)采用波前（front ）求解器,不 要采用 JCG 求解器；或者是使用分塊 Lanczos 法提取模態(tài)。當(dāng)

8、你的分析中存在大量的約束方程時(shí)，如 果采用 JCG 求解器組集內(nèi)部單元?jiǎng)偠?，致使?jì)算要求有很大的內(nèi)存才能進(jìn)行下去。1.3.3 PowerDy namics法PowerDynamics 法內(nèi)部采用子空間迭代計(jì)算，但采用PCG 迭代求解器。這種方法明顯地比子空間法和分 塊 Lanczos 法快。 但是， 如果模型中包含形狀較差的單元或病態(tài)矩陣時(shí)可能出現(xiàn)不收斂問(wèn)題。 該法特 別適用 于求解超大模型 （大于 100,000個(gè)自由度）的起始少數(shù)階模態(tài)。譜分析不要使用該方法提取模態(tài)。PowerDynamics 法不進(jìn)行 Sturm 序列檢查（即不檢查模態(tài)遺漏問(wèn)題），這可能影響有多個(gè)重復(fù)頻率問(wèn) 題的 解。此

9、法總是采用集中質(zhì)量近似算法，即自動(dòng)采用集中質(zhì)量矩陣（ LUMPMON。注意一如果用PowerDynamics法求解含剛體運(yùn)動(dòng)的模型的模態(tài)，則一定要用RIGID命令或選擇等效 的GUI途徑。注意一（Main Menu Solution Analysis Options或Main Menu Preprocessor -Loads- AnalysisOptions）。1.3.4縮減法縮減法采用 HBI 算法 （Householder-二分-逆迭代） 來(lái)計(jì)算特征值和特征向量。 由于該方法采用一個(gè)較 小的 自由度子集即主自由度 （DOF來(lái)計(jì)算，因此計(jì)算速度更快。主自由度（ DOF 導(dǎo)致計(jì)算過(guò)程中會(huì)形 成

10、精確 的 1 八丨矩陣和近似的 Li 矩陣（通常會(huì)有一些質(zhì)量損失）。因此，計(jì)算結(jié)果的精度將取決于質(zhì) 量陣|了 的近似程度，近似程度又取決于主自由度的數(shù)目和位置。1.3.5非對(duì)稱法體-結(jié)構(gòu)耦合問(wèn)題）。此法采用 Lanczos 算法，如果系統(tǒng)是非保守的（例如軸安裝在軸承上），這種算法將解 得復(fù)數(shù)特征值和特征向量。特征值的實(shí)部表示固有頻率，虛部是系統(tǒng)穩(wěn)定性的量度一負(fù)值表示系統(tǒng)是穩(wěn)定的，而正值表示系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。該方法不進(jìn)行 Sturm 序列檢查，因此有可能遺漏一些高頻端模態(tài)。1.3.6阻尼法阻尼法用于阻尼不能被忽略的問(wèn)題，如轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究。該法使用完整矩陣（非對(duì)稱法也采用完整的二和工矩陣，適用于剛度

11、和質(zhì)量矩陣為非對(duì)稱的問(wèn)題（例如聲學(xué)中實(shí)用文檔文案大全序列檢查。因此，有可能遺漏所提取頻率的一些高頻端模態(tài)。 1.3.5.1 阻尼法一特征值的實(shí)部和虛部C）。阻尼法采用Lanczos 算法并計(jì)算得到復(fù)數(shù)特征值和特征向量（如下所述）此法不能用Sturm實(shí)用文檔文案大全特征值的虛部 芒代表系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)角頻率。 特征值的實(shí)部亍代表系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果亍小于零， 系 統(tǒng)的位移幅度將按 EXP（）指數(shù)規(guī)律遞減。如果.大于零，位移幅度將按指數(shù)規(guī)律遞增。（或者換句話說(shuō)，負(fù)的 表示按指數(shù)規(guī)律遞減的穩(wěn)定響應(yīng)；正的 則表示按指數(shù)規(guī)律遞增的不穩(wěn)定響應(yīng)。）如果不存在阻尼，特征值的實(shí)部將為零。ANSYS 艮告的特征值結(jié)果實(shí)際

12、上是被除過(guò)的。這樣給出的頻率是以 Hz（周/秒）為單位的。即：報(bào)告的特征值虛部=二：1報(bào)告的特征值實(shí)部 1.3.5.2 阻尼法一特征向量的實(shí)部和虛部在有阻尼系統(tǒng)中，不同節(jié)點(diǎn)上的響應(yīng)可能存在相位差。對(duì)任何節(jié)點(diǎn)，幅值應(yīng)是特征向量實(shí)部和虛部分 量的矢量和。1.3.7 QR阻尼法QR 阻尼法同時(shí)具有分塊 Lanczos 法與復(fù) Hessenberg 法的優(yōu)點(diǎn)，最關(guān)鍵的思想是，以線性合并無(wú)阻尼系 統(tǒng)少量數(shù)目的特征向量近似表示前幾階復(fù)阻尼特征值。采用實(shí)特征值求解（分塊Lanczos 法）無(wú)阻尼振型 之后，運(yùn)動(dòng)方程將轉(zhuǎn)化到模態(tài)坐標(biāo)系。然后，采用QR 阻尼法，一個(gè)相對(duì)較小的特征值問(wèn)題就可以在特征子空間中求解出

13、來(lái)了。該方法能夠很好地求解大阻尼系統(tǒng)模態(tài)解， 阻尼可以是任意阻尼類型，即無(wú)論是比例阻尼或非比例 阻 尼。由于該方法的計(jì)算精度取決于提取的模態(tài)數(shù)目所以建議提取足夠多的基頻模態(tài)，特別是阻尼較大的系統(tǒng)更應(yīng)當(dāng)如此，這樣才能保證得到好的計(jì)算結(jié)果。該方法不建議用于提取臨界阻尼或過(guò)阻尼系統(tǒng)的模態(tài)。該方法輸岀實(shí)部和虛部特征值 （頻率），但僅僅輸岀實(shí)特征向量（模態(tài)振型）。參見(jiàn) CE 方法的詳細(xì)內(nèi)容，掌握使用QR 阻尼法（MODOPT 命令）處理約束方程（CE）的技術(shù)。約束方程（CE）方法Cekey約束方程處理方法應(yīng)用范圍3直接消去法模型中只有少量約束方程時(shí)使用。例如，在一個(gè)100,000自由度問(wèn)題中，只有大約1

14、,000個(gè)約束方程。一旦約束方程太多，該方 法需要的內(nèi)存極高。此時(shí)，建議使用拉格朗日乘子法（Cekey=1或2）。0，1拉格朗日乘子法模型中存在大量約束方程時(shí)使用。例如，在一個(gè)100,000自由度問(wèn)題中，具有1,000以上的約束方程。特別注意，當(dāng)使用CEINTF、CERIG或CYCSOL命令創(chuàng)建約束方程時(shí)，一條命令就可以生成多個(gè)約束方程。此時(shí)，建議使用拉格朗日乘子法。Cekey= 1:Quick Solution是一個(gè)快速處理方法，占用CPU時(shí)間接近于直接消去法。但是，提取較高階頻率值一般是實(shí) 際值的1-2%當(dāng)高階頻率比低階頻率高岀二次或更高次的數(shù)實(shí)用文檔文案大全量級(jí)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種誤差。Ce

15、key= 0:AccurateSolution是一個(gè)嚴(yán)密精確的方法。但是，占用CPU的時(shí)間大致是QuickSolution的兩倍。1.4矩陣縮減技術(shù)和主自由度選擇準(zhǔn)則下面介紹如何矩陣縮減技術(shù)以及選擇主自由度（DOF 的基本準(zhǔn)則。1.4.1矩陣縮減技術(shù)矩陣縮減是通過(guò)縮減模型矩陣的大小以實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)便的分析過(guò)程的方法。它主要用于動(dòng)力學(xué)分析，如模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析和瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。矩陣縮減也用于子結(jié)構(gòu)分析中以生成超單元。矩陣縮減允許按照靜力學(xué)分析那樣建立一個(gè)詳細(xì)的模型，而僅將“有動(dòng)力學(xué)特征”部分用于動(dòng)力學(xué) 分析?？梢酝ㄟ^(guò)辨識(shí)定義為主自由度的關(guān)鍵自由度來(lái)選擇模型的“有動(dòng)力學(xué)特征”部分，但必須注意，主自

16、由度應(yīng)足以描述系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為。 ANSYSi 序根據(jù)主自由度（DOF 來(lái)計(jì)算縮減矩陣和縮減自由 度（DOF 解，然后通過(guò)執(zhí)行擴(kuò)展處理將解擴(kuò)展到完整的自由度（ DOF 集上。矩陣縮減的主要優(yōu)點(diǎn)是，計(jì)算縮減解可以大大節(jié)省 CPU 時(shí)間，大問(wèn)題的動(dòng)力學(xué)分析時(shí)更是如此。ANSYS 程序采用的矩陣縮減基礎(chǔ)理論是 Guyan 縮減法計(jì)算縮減矩陣。此法的一個(gè)關(guān)鍵假設(shè)是： 對(duì)于 較 低的頻率，從自由度（被縮減掉的自由度（ DOF ）上的慣性力和從主自由度傳遞過(guò)來(lái)的彈性力相比是可以忽略的。因此，結(jié)構(gòu)的總質(zhì)量只分配到主自由度（ DOF 上。最終結(jié)果是縮減的剛度矩陣是精確的，而縮減的質(zhì)量和阻尼矩陣是近似的。關(guān)于如

17、何計(jì)算縮減矩陣的詳細(xì)內(nèi)容參見(jiàn)ANSY 理論參考手冊(cè)。1.4.2人工選擇主自由度的準(zhǔn)則選擇主自由度是縮減法分析中很重要的一步?？s減質(zhì)量矩陣的精度（求解精確）將取決于主自由度的位置和數(shù)目。對(duì)于給定的問(wèn)題，可以選擇多種不同的主自由度集，在所多種情形下都可以得到能夠接受的 結(jié)果。用命令 M 和 MGEN 來(lái)選擇主自由度，也可用 TOTAL 命令讓程序在求解過(guò)程中選擇主自由度。建議兩 種方式兼用：自己選擇少量主自由度，同時(shí)讓ANSYS 程序選擇一些自由度。這樣，程序?qū)浹a(bǔ)那些可能被遺漏的模態(tài)。下面是選擇主自由度的基本準(zhǔn)則：1.主自由度的總數(shù)至少應(yīng)是感興趣的模態(tài)數(shù)的兩倍。2.把預(yù)計(jì)結(jié)構(gòu)或部件要振動(dòng)的方向選

18、為主自由度。例如對(duì)于平板問(wèn)題，應(yīng)至少在法向上選擇幾個(gè)主自由度（見(jiàn)圖 另一個(gè)方向上的大運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)在兩個(gè)方向上都選擇主自由度（見(jiàn)圖la） 。如果在一個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)會(huì)引起lb） 。wor s(b)j-1 X實(shí)用文檔文案大全4.如果最關(guān)注的是彎曲模態(tài)，則可以忽略轉(zhuǎn)動(dòng)和“拉伸”自由度。5.如果要選的自由度屬于一個(gè)耦合約束集，則只須選中耦合集中第一個(gè)（首要的）自由度。6.在施加力或非零位移的位置選擇主自由度。7.對(duì)于軸對(duì)稱殼模型（SHELL51 或 SHELL61，選擇模型中的平行于或接近平行于中心線部分的所有節(jié)點(diǎn) 的全局 UX 自由度為主自由度，這樣就可以避免主自由度間的振蕩運(yùn)動(dòng)（見(jiàn)圖平行于中 心線，這

19、條建議可以放寬。對(duì)于 MOD 匡 2 的軸對(duì)稱周期單元，應(yīng)將其 UX UZ 自由度都選擇為主自由度。圖 3 在軸對(duì)稱殼模型中選擇主自由度檢查主自由度集的有效性的最好方法是用兩倍（或一半）數(shù)目的主自由度再次進(jìn)行分析然后比較結(jié)果。另一種方法是觀察在模態(tài)分析解中輸岀的縮減質(zhì)量分布?？s減質(zhì)量最起碼在運(yùn)動(dòng)的主要方向上的分量應(yīng)該 占 結(jié)構(gòu)整個(gè)質(zhì)量的 10% 15%1.4.3程序選擇主自由度的要點(diǎn)如果讓 ANSYS!序選擇主自由度（命令TOTAL），選出的主自由度的分布將取決于求解時(shí)單元被處理 的 順序。例如，程序?qū)磫卧菑淖蟮接疫€是從右到左被處理的而選擇岀不同的主自由度集。然而，這 種差異通 常在結(jié)果中

20、只會(huì)產(chǎn)生無(wú)關(guān)緊要的差別。對(duì)于有統(tǒng)一的大小和特征的網(wǎng)格（如平板），主自由度通常不會(huì)是統(tǒng)一的。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)用命 令 M 和 MGE 人為地指定一些主自由度。在質(zhì)量分布不規(guī)則的結(jié)構(gòu)中也應(yīng)做同樣的處理，因?yàn)槌绦蜻x出的 主自由度可能集中在高質(zhì)量區(qū)。1.5模態(tài)分析過(guò)程模態(tài)分析過(guò)程由四個(gè)主要步驟組成：1.建模；2.加載及求解；3.擴(kuò)展模態(tài)；4.觀察結(jié)果。圖 1 （a）平板可能有的法向主自由度（b） X 方向運(yùn)動(dòng)引起 Y 方向運(yùn)動(dòng)3.在相對(duì)較大的質(zhì)量或較大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量但相對(duì)較低剛度的位置選擇主自由度（見(jiàn)圖2）。凸肩或“松散”連接的結(jié)構(gòu)是這種位置的實(shí)例。相反地,不要選擇質(zhì)量相對(duì)較小或有較高剛度（如靠近約束處的

21、自由度（DOF ）的位置作為主自由度。質(zhì)量單元3）。如果運(yùn)動(dòng)基本上是線自心呻度犁由圖 2 應(yīng)選擇主自由度的位置:（a）大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（b）大質(zhì)量實(shí)用文檔文案大全下面分別展開(kāi)進(jìn)行詳細(xì)討論：1.6建模主要完成下列工作：首先指定工作名和分析標(biāo)題，然后在前處理器（ PREP7 中定義單元類型、單元實(shí)常數(shù)、材料性質(zhì)以及幾何模型。ANSYS 勺建模和網(wǎng)格指南中對(duì)這些工作有更詳細(xì)的說(shuō)明。注意以下兩點(diǎn)：在模態(tài)分析中只有線性行為是有效的。如果指定了非線性單元，它們將被當(dāng)作是線性的。例如，如果分析中包含了接觸單元，則系統(tǒng)取其初始狀態(tài)的剛度值并且不再改變此剛度值。材料性質(zhì)可以是線性的，各向同性的或正交各向異性的，恒定的

22、或和溫度相關(guān)的。在模態(tài)分析中必須指定楊氏模量 EX （或某種形式的剛度）和密度 DENS（或某種形式的質(zhì)量）。而非線性特性將被忽略。1.7加載及求解主要完成下列工作：首先定義分析類型、指定分析設(shè)置、定義載荷和邊界條件和指定加載過(guò)程設(shè) 置, 然后進(jìn)行固有頻率的有限元求解。在得到初始解后，再對(duì)模態(tài)進(jìn)行擴(kuò)展，以供查看。擴(kuò)展模態(tài)將在下一節(jié)“擴(kuò)展模態(tài)”中進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。1.7.1進(jìn)入ANS丫彖解器命令：/SOLUGUI： Main MenuSolution1.7.2指定分析類型和分析選項(xiàng)ANSYS 提供的用于模態(tài)分析的選項(xiàng)如下表所示，表中的每一個(gè)選項(xiàng)都將在隨后詳細(xì)解釋。分析類型和分析選項(xiàng)選項(xiàng)命令GUI選擇

23、途徑New AnalysisANTYPai n Men uSolutio n-An alysis Type-New An alysisAn alysisType:ModalANTYPEMai n Men uSolutio n-An alysis Type-New An alysisModalMode ExtractionMethodMODOPMai nMen uSoluti onAn alysisOpti onsNumber of Modes to ExtractMODOPMai nMen uSoluti onAn alysisOpti onsNo. Of Modes toExpandMXPA

24、NDMai nMen uSoluti onAn alysisOpti onsMass MatrixFormulati onLUMPMMai nMen uSoluti onAn alysisOpti onsPrestressEffectsPSTRESMai nMen uSoluti onAn alysisOpti onsCalculati on實(shí)用文檔文案大全注意一選擇模態(tài)分析時(shí)，求解菜單將顯示與模態(tài)分析相關(guān)的菜單項(xiàng)。求解菜單有兩種可能的狀態(tài)“簡(jiǎn)潔式（abridged）”或者展開(kāi)式（unabridged）” ，它總是與上一個(gè)ANSYS任務(wù)是的狀態(tài) 相同。簡(jiǎn)潔式菜單僅僅包括模態(tài)分析有用的或建議的求

25、解設(shè)置。當(dāng)顯示的是簡(jiǎn) 潔式求解菜單，如果想訪 問(wèn)其他求解設(shè)置（即,要用到的有效求解設(shè)置，但該分析類型又不 會(huì)遇到），就從求界菜單中選擇展 開(kāi)式菜單項(xiàng)展開(kāi)求解設(shè)置項(xiàng)。詳情參見(jiàn)ANSYS基本分析指南使用展開(kāi)式求解菜單。注意一在單點(diǎn)響應(yīng)譜分析（SPOPT,SPRS和動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)分析方法（SPOPT,DDAM中，模態(tài)擴(kuò)展 可以放在譜分析之后按MXPAN命令設(shè)置的重要性因子SIGNIF值有選擇地進(jìn)行。如果準(zhǔn)備在譜分析之后 進(jìn)行模態(tài)擴(kuò)展，請(qǐng)?jiān)谀B(tài)分析選項(xiàng)（MODOPT對(duì)話框中的設(shè)置模態(tài)擴(kuò)展的選項(xiàng)（MXPAND處選NO。 1.721 選項(xiàng)：New Analysis :選擇新分析。注意一在模態(tài)分析中Restar

26、t（重啟動(dòng)）是無(wú)效的。如果需要施加不同的邊界條件，則須做一次新 的分析或采用vvANSYSi本分析過(guò)程指南的第3章中描述的Partial Solution（部分求解）方法。 1.7.2.2 選項(xiàng)：分析類型：ModalANTYPE指定分析類型為模態(tài)分析。 1.7.2.3 選項(xiàng)：Modal ExtractionMethodMODOPT指定提取模態(tài)的方法，選擇 7 種提取方法中的一種。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，選用分塊Lanczos 法、子空間法、PowerDynamics 法或縮減法。非對(duì)稱法、阻尼法和QR 阻尼法適于特殊應(yīng)用。一旦選用某種模態(tài)提取方法，ANSYS!序自動(dòng)選擇對(duì)應(yīng)的求解器。注意一非對(duì)稱法、阻

27、尼法和QR阻尼法在ANSYS/Professional產(chǎn)品中無(wú)效。 1.724 選項(xiàng)：Number of Modes to ExtractMODOPT除縮減法以外其他模態(tài)提取方法該選項(xiàng)都是必須設(shè)置的。對(duì)于非對(duì)稱法和阻尼法，應(yīng)該應(yīng)當(dāng)提取比必要的階數(shù)更多的模態(tài)以降低丟失模態(tài)的可能性，但需要花費(fèi)更長(zhǎng)的求解時(shí)間。 1.725 選項(xiàng)：Number of Modes to ExpandMXPAND該選項(xiàng)只在采用縮減法、非對(duì)稱法和阻尼法時(shí)要求設(shè)置。如果想得到單元求解結(jié)果，則不論采用何種模態(tài)提取方法都需要打開(kāi)“ Calcucate elem results ”項(xiàng)。在用單點(diǎn)響應(yīng)譜分析（SPOPT,SPRS 和動(dòng)

28、力 學(xué)設(shè)計(jì)分析方法（SPOPT,DDAM 中,模態(tài)擴(kuò)展可能要放在譜分析之后按命令MXPAN 設(shè)置的重要性因子 SIGNIF數(shù)值有選擇地進(jìn)行。如果要在譜分析后才進(jìn)行模態(tài)擴(kuò)展，則在模態(tài)分析選項(xiàng)（MODOPTM 話框的模態(tài)擴(kuò)展（EXPAND 選項(xiàng)處選 NQ 1.7.2.6 選項(xiàng)：Mass Matrix FormulationLUMPM該選項(xiàng)用于指定質(zhì)量矩陣計(jì)算方式：缺省的質(zhì)量矩陣（和單元類型有關(guān)，也稱為一致質(zhì)量矩陣）和集中質(zhì)量陣。我們建議在大多數(shù)應(yīng)用中采用缺省一致質(zhì)量矩陣。但對(duì)有些包含“薄膜”結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，如細(xì)長(zhǎng) 梁或非常薄的殼，采用集中質(zhì)量矩陣近似經(jīng)?？僧a(chǎn)生較好的結(jié)果。另外，用集中質(zhì)量陣時(shí)求解時(shí)間短

29、，需 要的內(nèi)存少。 1.7.2.7 選項(xiàng)：Prestress Effects CalculationPSTRES該選項(xiàng)用于確定是否考慮預(yù)應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)振型的影響。缺省分析過(guò)程不包括預(yù)應(yīng)力效應(yīng)，即結(jié)構(gòu)是處于無(wú)應(yīng)力狀態(tài)。在分析中希望包含預(yù)應(yīng)力的影響，則必須首先進(jìn)行靜力學(xué)或瞬態(tài)分析生成單元文件， 參見(jiàn)“有 預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析”。如果預(yù)應(yīng)力效果選項(xiàng)是打開(kāi)的，同時(shí)要求當(dāng)前及隨后的求解過(guò)程中質(zhì)量矩陣LUMPM的設(shè)置應(yīng)和靜力分析中質(zhì)量矩陣的設(shè)置必須一致。注意一在有預(yù)應(yīng)力的周期對(duì)稱單元如PLANE25和SHELL61上只可以加軸對(duì)稱載荷。實(shí)用文檔文案大全 1.7.2.8 其它模態(tài)分析選項(xiàng)完成了模態(tài)分析選項(xiàng)（Modal

30、 Analysis Option ）對(duì)話框中的選擇后，單擊 0K 接著彈出一個(gè)對(duì)應(yīng) 于于指定的模態(tài)提取方法的選項(xiàng)對(duì)話框，是以下選擇域的組合：-域：FREQB FREQE指定感興趣的模態(tài)頻率范圍。FREQE 域指定第一頻移點(diǎn)（低頻）一特征值收斂最快的點(diǎn)。在大多數(shù)情況下不需要設(shè)置這個(gè)域，其 缺省值為 -1 。-域:PRMODE輸出的縮減模態(tài)數(shù)。設(shè)置此選項(xiàng)后，在輸出文件（ Jobname.out ）中會(huì)列出所設(shè)置數(shù)目的縮減振型。該選項(xiàng)只對(duì)縮減法有 效。-域:Nrmkey關(guān)于振型歸一化的設(shè)置。有兩種選擇：相對(duì)于質(zhì)量矩陣 M 和單位化 I 。如果在模態(tài)分析后進(jìn)行譜 分析或模態(tài)疊加法分析， 則應(yīng)該選擇相對(duì)

31、于質(zhì)量陣 M 進(jìn)行歸一化處理。 為了在隨后得到各階模態(tài)的最大響 應(yīng)（模態(tài)響應(yīng)），須用模態(tài)系數(shù)去乘振型。實(shí)現(xiàn)的方法是用*GET 命令（在譜分析完成后）查到模態(tài)系數(shù)并在 SET 命令中將模態(tài)系數(shù)用做比例因子。-域：RIGID設(shè)置提取對(duì)已知有剛體運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行子空間迭代分析時(shí)的零頻振型。只適用于Subspace 和PowerDynamics 法。-域:SUBOPT指定多種子空間迭代選項(xiàng)。詳細(xì)情況參見(jiàn)ANSYS 命令參考手冊(cè) 。只適用于 Subspace 和PowerDynamics 法。-域：CEkey指定處理約束方程的方法。 可選用的方法：Direct eliminationmethod （直接消去

32、法）、Lagrangemultiplier（quick）method （快速拉格朗日乘子法）、 Lagrange multiplier（accurate）method （精確拉格 朗日乘子法）。該選項(xiàng)只適用于分塊 Lanczos 法。（參見(jiàn)“循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析”部分的表8 “CE 處理法”。）1.7.3定義主自由度在模態(tài)分析中，有時(shí)需要指定主自由度，并且只適用于縮減法。主自由度（M 自由度（DOF ）指能描述結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的“重要的”自由度。主自由度（ DOF 選取的規(guī)則是選擇至少是感興趣的模態(tài)階數(shù)的一 倍數(shù)目的主自由度（DOF。建議用命令M,MGEN 根據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特牲的了解定義盡可

33、能多的M 自由度（DOF，并用命令TOTAL讓程序按照剛度/質(zhì)量比選取一些附加的主自由度。用命令 MLIST可以列出已 定義的 M 自由度（DOF，用命令MDELE 可以刪除無(wú)關(guān)的 M 自由度（DOF。關(guān)于主自由度的更詳細(xì)內(nèi)容參 見(jiàn)“矩陣縮減”部分。命令： MGUI： Main MenuSolutionMaster DOFs-User Selected-Define1.7.4在模型上加載荷在典型的模態(tài)分析中唯一有效的“載荷”是零位移約束。（如果在某個(gè)自由度（DOF 處指定了一個(gè)非零位移約束，程序?qū)⒁粤阄灰萍s束替代在該自由度（DOF 處的設(shè)置）。可以施加除位移約束之外的其它載荷，但它們將被忽略（

34、見(jiàn)下面的說(shuō)明）。在未加約束的方向上，程序?qū)⒔馑銊傮w運(yùn)動(dòng)（零頻）以及高階實(shí)用文檔文案大全（非零頻）自由體模態(tài)。下表給岀了施加位移約束的命令。載荷可以加在實(shí)體模型（點(diǎn)、線、面）上或加 在有限元模型（點(diǎn)和單元）上。參見(jiàn) vvANSYS 基本分析過(guò)程指南 第 2 章關(guān)于實(shí)體模型加載有限元加載 的比較的探討。注意一其它類型的載荷一力，壓力，溫度，加速度等一可以在模態(tài)分析中指定，但在模態(tài)提取時(shí)將 被忽略。程序會(huì)計(jì)算岀相應(yīng)于所加載荷的載荷向量，并將這些向量寫(xiě)到振型文件Job name.MOD中以便在 模態(tài)疊加法諧響應(yīng)分析或瞬態(tài)分析中使用。模態(tài)分析中可施加的載荷載荷形式類別命令GUI途徑Displaceme

35、nt(UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ)約束DMai nMen uSolutio n-Loads-Apply-Structural-Displaceme nt在分析過(guò)程中，可以施加、刪除載荷或進(jìn)行載荷列表、載荷間運(yùn)算。 1.741 用命令加載下表列岀了在模態(tài)分析中可以用來(lái)加載的命令。模態(tài)分析中的加載命令載荷形式實(shí)體或FE模型圖素施加刪除列表運(yùn)算加載設(shè)置Displaceme nt實(shí)體模型關(guān)鍵點(diǎn)DKDKDELDKLISTDTRAN實(shí)體模型線DLDLDELIDLLISTDTRAN實(shí)體模型面DADADELDALISTDTRANFE模型節(jié)點(diǎn)DDDELEDLISTDSCALDSYM,DCU

36、1.7.4.2 利用 GUI 施加載荷所有的載荷操作（除了列表）均可通過(guò)一系列的下拉菜單選取。在求解菜單中選取載荷操作類型（Apply、Delete 等），然后選載荷類型（Displacement、Force 等），最后選取將施加載荷的對(duì)象 （keypoint、 line、node 等）。比如要在一條線上施加位移載荷，則可按如下GUI 途徑實(shí)現(xiàn)：GUI： Main MenuSolution-Loads-Apply-Structural-DisplacementOnLines 1.743 載荷列表可按如下 GUI 途徑列表顯示施加的載荷：GUI: Utility MenuListLoadsloa

37、d type1.7.5指定載荷步選項(xiàng)模態(tài)分析中唯一可用的載荷步選項(xiàng)是阻尼選項(xiàng)，如下表所示。載荷步選項(xiàng)選項(xiàng)命令GUI途徑阻尼（動(dòng)力學(xué)）選項(xiàng)Alpha(質(zhì)ALPHAD Mai nMen uSoluti on-LoadStep量）阻尼Opts-Time/Freque ncDampi ngBeta（剛度）阻尼BETADMai n Men uSolutio n-LoadStepOpts-Time/Freque ncDamp ing實(shí)用文檔文案大全恒定阻尼比DMPRATMai n Me nuSolutio n-LoadStep Opts-Time/Freque nc Damp ing材料阻尼比MP,DAM

38、IMai n Men uSolutio n-LoadStepOpts-OtherCha ngeMat Props-TempDepe nden t-Poly no mial阻尼只在有阻尼的模態(tài)提取法中使用，在其它模態(tài)提取法中阻尼將被忽略。如果模態(tài)分析存在阻尼并 指定阻尼模態(tài)提取方法，那么計(jì)算岀的特征值將是復(fù)數(shù)解。詳細(xì)內(nèi)容參見(jiàn)“模態(tài)提取法”介紹，同時(shí)請(qǐng)參 閱“瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析”中關(guān)于阻尼的介紹。注意一如果在模態(tài)分析后將進(jìn)行單點(diǎn)響應(yīng)譜分析，則在這樣的無(wú)阻尼模態(tài)分析中可以指定阻尼。雖 然阻尼并不影響特征值解，但它將被用于計(jì)算每個(gè)模態(tài)的有效阻尼比，此阻尼比將用于計(jì)算譜產(chǎn)生的響應(yīng)。 參見(jiàn)“譜分析”中的討論。

39、1.7.6參與系數(shù)表輸出參與系數(shù)表列表顯示提取的每個(gè)模態(tài)的參與系數(shù)、模態(tài)系數(shù)和質(zhì)量分布百分?jǐn)?shù)。在總體直角坐標(biāo)系三 個(gè)軸向和轉(zhuǎn)動(dòng)方向上，均假定施加單位位移譜激勵(lì)，就計(jì)算岀參與系數(shù)和模態(tài)系數(shù)。同時(shí)，列表顯示縮減 質(zhì)量分布。當(dāng)使用實(shí)特征值模取方法（如子空間法、分塊Lanczos 法或 QR 阻尼法）進(jìn)行模態(tài)分析時(shí)，將計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)參與系數(shù)。注意-你可以執(zhí)行*GET命令獲取一個(gè)參與系數(shù)或模態(tài)系數(shù)。參與系數(shù)或模態(tài)系數(shù)適用于在最后應(yīng) 用的坐標(biāo)系（3-D分析繞Z軸旋轉(zhuǎn)）方向上定義的激勵(lì)（假定為單位位移譜）。為了獲取其他方向上的 參與系數(shù)或模態(tài)系數(shù)，在指定方向上（SED）定義激勵(lì)譜，執(zhí)行譜分析，然后執(zhí)行*GET命令

40、獲取一個(gè)參 與系數(shù)或模態(tài)系數(shù)。1.7.7求解將數(shù)據(jù)庫(kù)備份到文件中。這樣便可在重新進(jìn)入 ANSYS 后用命令 RESUM 來(lái)恢復(fù)以前建的模型。開(kāi)始求解 計(jì)算：命令：SOLVEGUI： Main MenuSolution-Solve-Current LS 1.7.7.1 輸出求解輸出內(nèi)容主要是固有頻率，固有頻率被寫(xiě)到輸出文件Jobname.OUT 及振型文件 Jobname.MODEK輸岀內(nèi)容中也可以包含縮減的振型和參與系數(shù)表，這取決于對(duì)分析選項(xiàng)和輸岀控制的設(shè)置。由于振型現(xiàn)在 還沒(méi)有被寫(xiě)到數(shù)據(jù)庫(kù)或結(jié)果文件中，因此還不能對(duì)結(jié)果進(jìn)行后處理。要進(jìn)行后處理，則還需對(duì)模態(tài)進(jìn)行擴(kuò) 展（后面將進(jìn)行解釋）。 1.

41、7.7.2 子空間（Subspace）模態(tài)提取法的輸出如果采用子空間模態(tài)提取法，那么在輸出內(nèi)容中可能會(huì)看到這樣的警告：“STURM number = nshould be m”，n 和 m 是整數(shù)，表示某階模態(tài)被漏掉了，或者第 m 階和第 n 階模態(tài)的頻率相同而要求輸 岀的只有第 m 階模態(tài)。你可以用下面的兩個(gè)方法來(lái)檢查被漏掉的模態(tài)：使用更多的迭代向量和改變特征值提取法的漂移點(diǎn)數(shù) 值。 下面簡(jiǎn)要闡述這兩種方法 （詳細(xì)內(nèi)容參見(jiàn)vvANSYS 理論參考手冊(cè)）。方法 1 :使用更多的迭代向量為了使用更多的迭代向量，可以執(zhí)行命令SUBOPT,NPAD。 GUI 方式則按下列步驟進(jìn)行：1.選擇菜單路徑

42、Main MenuSolutionAnalysis Options ，彈出 Modal Analysis 對(duì)話框；2. 選擇 SUBSPAC 提取法，指定提取的模態(tài)數(shù)目然后單擊 0K 按鈕，彈出 Subspace Modal Analysis 對(duì)話框 ;3.改變 NPAD 域的數(shù)值，然后單擊 0K 按鈕。方法 2 :改變特征值提取法的漂移點(diǎn)數(shù)值為了改變特征值提取法的漂移點(diǎn)數(shù)值，可以執(zhí)行命令MODOPT,FREQ。GUI 方式則按下列步驟進(jìn)行：實(shí)用文檔文案大全1.選擇菜單路徑 Main MenuSolutionAnalysis Options ，彈出 Modal Analysis 對(duì)話框；2.

43、選擇 SUBSPAC 提取法，指定提取的模態(tài)數(shù)目然后單擊 0K 按鈕，彈出 Subspace Modal Analysis 對(duì)話框 ;3. 改變 FREQ 域的數(shù)值，然后單擊 0K 按鈕。 如果采用的是阻尼模態(tài)提取法，求得的特征值和特征向量都是復(fù)數(shù)。特征值的虛部代表固有頻率，實(shí)部是系統(tǒng)穩(wěn)定性的量度。如果采用的是QR 阻尼模態(tài)提取法，求得的特征值是復(fù)數(shù)。但是，求得的實(shí)特征向量用于模態(tài)疊加法。1.7.8退出求解器現(xiàn)在必須退出求解器。命令: FINISHGUI：關(guān)閉 Solution 菜單1.8擴(kuò)展模態(tài)從嚴(yán)格意義上講， “擴(kuò)展”這個(gè)詞意味著將縮減解擴(kuò)展到完整的自由度集上。 “縮減解”常用主自由 度表

44、達(dá)。而在模態(tài)分析中，我們用“擴(kuò)展”這個(gè)詞指將振型寫(xiě)入結(jié)果文件。也就是說(shuō)，“擴(kuò)展模態(tài)”不僅 適用于縮減模態(tài)提取方法得到的縮減振型，而且也適用于其它模態(tài)提取方法得到的完整振型。因此，如果 想在后處理器中察看振型，必須先擴(kuò)展之（也就是將振型寫(xiě)入結(jié)果文件）。譜分析中同樣要求進(jìn)行模態(tài)擴(kuò)展。在單點(diǎn)響應(yīng)譜分析（SPOPT,SPR）和動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)分析方法（SPOPTQDA）中，模態(tài)擴(kuò)展可以放在譜分析之后按命令MXPAN 中設(shè)置的閥值 SIGNIF 有選擇地進(jìn)行。如要將模態(tài)擴(kuò)展放在譜分析之后進(jìn)行，請(qǐng)?jiān)凇癕ode analysis options （模態(tài)分析選項(xiàng)）” （MODOPT 對(duì)話框中的“ mode expa

45、nsion （模態(tài)擴(kuò)展）”欄（MXPAND 選 NQ 模態(tài)疊加法不需要擴(kuò)展模態(tài)。1.8.1注意要點(diǎn)模態(tài)擴(kuò)展要求振型文件 Jobname.MODE 文件 Jobname.EMAT Jobname.ESAV 及 Jobname.TRI （如 果采用縮減法）必須存在。數(shù)據(jù)庫(kù)中必須包含和解算模態(tài)時(shí)所用模型相同的分析模型。1.8.2擴(kuò)展模態(tài)1.重新進(jìn)入 ANSYS 求解器。命令： /SOLUGUI：Main MenuSolution注意一在擴(kuò)展處理前必須（用命令FINISH）明確地離開(kāi)求解器并重新進(jìn)入求解器。2.激活擴(kuò)展處理及相關(guān)選項(xiàng)。ANSYS 提供的擴(kuò)展處理選項(xiàng)有：擴(kuò)展處理選項(xiàng)選項(xiàng)命令GUI途徑Ex

46、pa nsion PassOn/OffEXPASSMai nMen uSolutio n-An alysisType-Expa nsion PassNo. of Modes to ExpandMXPANDMain Men uSolutio n-LoadStepOpts-Expa nsion Pass Expa nd ModesFreq. Range for ExpansionMXPANDMain Me nuSolutio n-LoadStep Opts-Expa nsion Pass Expa nd Modes實(shí)用文檔文案大全Stress Calc.On/OffMXPANDMain Me nu

47、Solutio n-LoadStep Opts-Expa nsion Pass Expa nd Modes選項(xiàng)：Expansion Pass On/OffEXPASS選擇 ON （打開(kāi)）。選項(xiàng)：Number of Modes to Expand:MXPAND,NMODE指定要擴(kuò)展的模態(tài)數(shù)。記住：只有經(jīng)過(guò)擴(kuò)展的模態(tài)可在后處理器中進(jìn)行觀察。 缺省為不進(jìn) 行模態(tài)擴(kuò)展。選項(xiàng)：Frequency Range for ExpansionMXPAND,FREQB,FREQE這是另一種控制要擴(kuò)展的模態(tài)數(shù)的方法。如果指定了一個(gè)頻率范圍，那么只有該頻率范圍內(nèi)的模態(tài)會(huì)被擴(kuò)展。選項(xiàng)：Stress Calculatio

48、nsOn/Off:MXPAND Elcalc如果準(zhǔn)備在模態(tài)分析后進(jìn)行譜分析并對(duì)產(chǎn)生譜的應(yīng)力和力感興趣則打開(kāi)（ON 此選項(xiàng)。模態(tài)分析中的“應(yīng)力”并不代表結(jié)構(gòu)中的實(shí)際應(yīng)力，而只是給岀一個(gè)各階模態(tài)之間相對(duì)的應(yīng)力分布的概念。 缺省為不計(jì)算應(yīng)力。3.指定載荷步選項(xiàng)。模態(tài)擴(kuò)展處理中唯一有效的選項(xiàng)是輸岀控制：Prin ted Output此選項(xiàng)用來(lái)設(shè)置在輸出文件 Jobname.OUT 中包含所有的結(jié)果數(shù)據(jù)（擴(kuò)展得到的振型，應(yīng)力， 力）。命令：OUTPRGUI: Main MenuSolution-Load Step Opts-Output CtrlsSolu PrintoutDatabase and re

49、sults file output此選項(xiàng)用來(lái)控制結(jié)果文件Jobname.RST 中包含的數(shù)據(jù)。OUTRE 中的 FREQ 域只可為 ALL 或NONE 即要么輸出所有模態(tài)要么不輸出任何模態(tài)的數(shù)據(jù)。比如，不可能輸出每隔一階的模態(tài)信息。命令：OUTRESGUI: Main MenuSolution-Load Step Opts-Output CtrlsDB/Results File4.開(kāi)始擴(kuò)展處理擴(kuò)展處理的輸岀包括已擴(kuò)展的振型，而且還可以要求包含各階模態(tài)的相對(duì)應(yīng)力分布。命令： SOLVEGUI： Main MenuSolutionGurrent LS5.如須擴(kuò)展另外的模態(tài)（如不同頻率范圍的模態(tài)）請(qǐng)

50、重復(fù)步驟2、3 和 4。每一次擴(kuò)展處理在結(jié)果文件中存儲(chǔ)為單獨(dú)的載荷步。譜分析要求所有的擴(kuò)展模態(tài)保存在一個(gè)載荷步中。在單點(diǎn)響應(yīng)譜分析（SPOPT,SPRS 和動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)分析方法（SPOPTQDA）中，模態(tài)擴(kuò)展可以放在譜分析之后按命令 MXPAN 中 設(shè)置的重要性因子 SIGNIF 值進(jìn)行。如要將模態(tài)擴(kuò)展放在譜分析之后進(jìn)行，請(qǐng)?jiān)凇?Mode analysis options（模態(tài)分析選項(xiàng)）” （MODOPT 對(duì)話框中的“ mode expansion （模態(tài)擴(kuò)展）”欄（MXPAND 選 NQ6.離開(kāi) SOLUTION 現(xiàn)在可以在后處理器中觀察結(jié)果了。命令： FINISHGUI：關(guān)閉 Solutio

51、n 菜單注意一擴(kuò)展處理在這里是做為一個(gè)單獨(dú)的階段。但如果在模態(tài)求解階段即包含了MXPAN命令，程 序就將不僅解出特征值和特征向量，而且擴(kuò)展指定的振型。1.9觀察結(jié)果模態(tài)分析的結(jié)果（即模態(tài)擴(kuò)展處理的結(jié)果）被寫(xiě)入到結(jié)構(gòu)分析結(jié)果文件Jobname.RST 中。分析結(jié)果包括：實(shí)用文檔文案大全固有頻率擴(kuò)展振型相對(duì)應(yīng)力和力分布（如要求輸出了）?？梢栽?POST1：/POST1 即普通后處理器中觀察模態(tài)分析的結(jié)果。模態(tài)分析的一些常用后處理操作將在下面予以描述。關(guān)于后處理功能的完整描述參見(jiàn)ANSYSi 本過(guò)程指南 的第 4 章。1.9.1注意要點(diǎn)如要在 POST1 中觀察結(jié)果，則數(shù)據(jù)庫(kù)中必須包含和求解時(shí)相同的

52、模型。結(jié)果文件 Jobname.RST 必須存在。1.9.2觀察結(jié)果數(shù)據(jù)的過(guò)程：1.讀入合適子步的結(jié)果數(shù)據(jù)。每階模態(tài)在結(jié)果文件中被存為一個(gè)單獨(dú)的子步。比如擴(kuò)展了6 階模態(tài)，結(jié)果文件中將有由 6 個(gè)子步組成的一個(gè)載荷步。命令：SET,SBSTEPGUI： Main MenuGeneral Postproc-Read Results-substep2.執(zhí)行任何想做的 POST1 操作。常用的模態(tài)分析 POST1 操作如下：1.9.3選項(xiàng)：列表顯示所有頻率用于列出所有已擴(kuò)展模態(tài)對(duì)應(yīng)的頻率。下面是一個(gè)該命令輸出結(jié)果的例子：*INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE*SETT

53、IME/FREQLOADSTEPSUBSTEPCUMULATIVE122.973111240.476122378.0821334188.34144命令： SET,LISTGUI： Main MenuGeneral PostprocListResultsResults Summary1.9.4選項(xiàng)：圖形顯示 變形命令： PLDISPGUI： Main MenuGeneral PostprocPlotResultsDeformed Shape用 PLDISP 命令的 KUND 域可設(shè)置將未變形形狀疊加在顯示結(jié)果中1.9.5選項(xiàng)：列表顯示主自由度命令： MLIST,ALLGUI：Main MenuS

54、olutionMaster DOFsList ALL注意一如要用圖形方式顯示主自由度，請(qǐng)選擇繪制岀模型中的節(jié)點(diǎn)（GUI途徑UtilityMenuPlotNodes或命令NLIST）。1.9.6選項(xiàng)：線單元結(jié)果命令： ETABLE GUI：Main MenuGeneral PostprocElement TableDefine Table對(duì)線單元，象梁、桁條和管子，可以用ETABLE 命令獲得導(dǎo)出數(shù)據(jù)（應(yīng)力、應(yīng)變等）。結(jié)實(shí)用文檔文案大全果數(shù)據(jù)通過(guò)一個(gè)標(biāo)識(shí)字和一個(gè) ETABLE 命令中的順序號(hào)或部件名組合起來(lái)加以區(qū)分。詳細(xì)內(nèi)容參見(jiàn)vvANSYS基本分析過(guò)程指南 對(duì)于 ETABLE 的討論。1.9.

55、7選項(xiàng)：等值圖顯示 結(jié)果項(xiàng)命令：PLNS01 或 PLESOLGUI： Main MenuGeneral PostProcPlot Results-Contour Plot-Nodal Solu 或 Element Solu使用這些選項(xiàng)可繪制幾乎所有結(jié)果項(xiàng)的等值線圖，如應(yīng)力（SX, SY, SZ）、應(yīng)變（EPELX EPELYEPELZ）和位移（UX UY, UZ）。PLNS01 和 PLESOI 命令的 KUND 域可用來(lái)設(shè)置將未變形形狀疊加在顯示結(jié)果中。 繪制單元表數(shù)據(jù)和線單元數(shù)據(jù)的等值線：命令： PLETAB,PLLSGUI： Main MenuGeneral PostprocEleme

56、nt TabePlot Element Table Main MenuGeneral PostprocPlotResultsContour Plot-Line Elem Res注意-命令PLNSOL會(huì)對(duì)節(jié)點(diǎn)處的導(dǎo)岀數(shù)據(jù)如應(yīng)力和應(yīng)變?nèi)∑骄?。這種平均會(huì)導(dǎo)致在不同材料單 元、不同的殼厚度、或其它不連續(xù)性出現(xiàn)處的節(jié)點(diǎn)上出現(xiàn)“污損”值。為了避免出現(xiàn)這種污損效應(yīng) 在使 用命令PLNSOI前應(yīng)該用選擇功能（vvANSYS基本分析過(guò)程指南第7章所述的）先選中同種材料的單 元 同樣厚度的殼等。1.9.9選項(xiàng)： 列表顯示結(jié)果項(xiàng)命令： PRNSO（L 節(jié)點(diǎn)結(jié)果） PRESO（L 一個(gè)單元接一個(gè)單元的結(jié)果） PRR

57、SO（L 反作用數(shù)據(jù)）等GUI: Main MenuGeneral PostprocList Resultssolution optionMain MenuGeneral PostprocList Results-Sorted Listing-SortNodes 或Sort Elems用 NSOPT 和 ESORT 命令可在列表之前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序。1.9.10其它功能許多其它的后處理功能如將結(jié)果映象到一個(gè)路徑上和載何工況（Load case）組合等，在 POST 仲均可使用。詳情參見(jiàn) vvANSYS!本分析過(guò)程指南。關(guān)于命令 ANTYPE MODOPTM TOTAL EXPASS MXPAIN

58、DSET 及 PLDISP 的論述參見(jiàn) vvANSYS 命令參考 手冊(cè)。1.10有預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析有預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析用于計(jì)算有預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的固有頻率和模態(tài)，如旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片的模態(tài)分析。除了首 先要通過(guò)進(jìn)行靜力分析把預(yù)應(yīng)力加到結(jié)構(gòu)上外，有預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析的過(guò)程和常規(guī)模態(tài)分析基本上一樣：1. 建模并獲取打開(kāi)預(yù)應(yīng)力效應(yīng) PSTRES,ON 的靜力分析解。 靜力分析中的集中質(zhì)量矩陣的設(shè)置 LUMPM 必須與隨后的有預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析中的集中質(zhì)量矩陣設(shè)置一致?！办o力學(xué)分析”中描述了如何進(jìn)行靜力學(xué)分析。2.重新進(jìn)入求解器并獲取模態(tài)分析解，注意打開(kāi)預(yù)應(yīng)力效應(yīng)選項(xiàng)（再用一次命令PRSTES,O）N 。另外，在靜力學(xué)分析中

59、生成的文件 Jobname.EMAT 和 Jobname.ESAV 必須都存在。3.擴(kuò)展模態(tài)并在后處理器中觀察它們。步驟 1 也可以是一個(gè)瞬態(tài)分析，但應(yīng)當(dāng)記住在需要的時(shí)間點(diǎn)保存.EMAT 和.ESAV 文件。1.11大變形預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析可以在大變形靜力學(xué)分析后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析，以便計(jì)算高度變形結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型。除用實(shí)用文檔文案大全PSOLV 命令而不是 SOLVE 命令執(zhí)行模態(tài)分析求解，其他過(guò)程與有預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析過(guò)程一致，參見(jiàn)下面列出 的簡(jiǎn)單命令流。另外，必須用UPCOOR 命令修正坐標(biāo)以得到正確的應(yīng)力，使用 EMATWRITE 命令指定寫(xiě)出File.EMAT文件。注意該過(guò)程需要單元材料

60、和上一次靜力分析得到得單元載荷矢量（例如，壓力、溫度和加速度載荷）。如果（利用命令LVSCALE ）指定，這些載荷將傳遞給后續(xù)的模態(tài)疊加分析。! Initial, large deflection static analysis!/PREP7FINISH/SOLUANTYPE,STATIC! Static analysisNLGEOM,ON! Large deflectionanalysisPSTRES,ON! Flag to calculatethe prestressmatrixEMATWRITE,YES! Write File.EMAT (input to PSOLVE step)SOLVEFI