第10章模態(tài)分析

1、模態(tài)模態(tài)分析分析 2模態(tài)分析屬于動(dòng)力學(xué)的范疇，主要用于確定機(jī)構(gòu)的振動(dòng)特模態(tài)分析屬于動(dòng)力學(xué)的范疇，主要用于確定機(jī)構(gòu)的振動(dòng)特性，同時(shí)也是其他動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)。在工程中，常常需性，同時(shí)也是其他動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)。在工程中，常常需要對(duì)機(jī)構(gòu)求解其結(jié)構(gòu)的固有頻率與模態(tài)，得到固有頻率可要對(duì)機(jī)構(gòu)求解其結(jié)構(gòu)的固有頻率與模態(tài)，得到固有頻率可以進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)，從而使機(jī)構(gòu)達(dá)到最佳狀態(tài)。以進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)，從而使機(jī)構(gòu)達(dá)到最佳狀態(tài)。310.1 模態(tài)分析的定義及應(yīng)用模態(tài)分析的定義及應(yīng)用10.2 模態(tài)分析的方法模態(tài)分析的方法10.3 矩陣縮減技術(shù)和主自由度選擇準(zhǔn)則矩陣縮減技術(shù)和主自由度選擇準(zhǔn)則10.4 模態(tài)分析過程模態(tài)分析過程1

2、0.5 綜合實(shí)例綜合實(shí)例梁的模態(tài)分析梁的模態(tài)分析4模態(tài)分析用于確定結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性，得到構(gòu)件的固有頻率模態(tài)分析用于確定結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性，得到構(gòu)件的固有頻率和振型。固有頻率與振型是承受動(dòng)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要和振型。固有頻率與振型是承受動(dòng)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)。模態(tài)分析可以是瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析、諧響應(yīng)分析或者參數(shù)。模態(tài)分析可以是瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析、諧響應(yīng)分析或者譜分析的出發(fā)點(diǎn)，例如通過模態(tài)疊加法進(jìn)行諧響應(yīng)或瞬態(tài)譜分析的出發(fā)點(diǎn)，例如通過模態(tài)疊加法進(jìn)行諧響應(yīng)或瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析時(shí)模態(tài)分析是其必要的前處理過程。通過模態(tài)動(dòng)力學(xué)分析時(shí)模態(tài)分析是其必要的前處理過程。通過模態(tài)分析，可以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上減少共振，使設(shè)計(jì)者了解結(jié)構(gòu)對(duì)

3、分析，可以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上減少共振，使設(shè)計(jì)者了解結(jié)構(gòu)對(duì)于不同類型的動(dòng)載荷的響應(yīng)情況；有利于在其他分析中估于不同類型的動(dòng)載荷的響應(yīng)情況；有利于在其他分析中估算出求解控制參數(shù)，優(yōu)化參數(shù)，縮短計(jì)算時(shí)間。算出求解控制參數(shù)，優(yōu)化參數(shù)，縮短計(jì)算時(shí)間。ANSYS中的模態(tài)分析屬于線性分析，對(duì)于非線性分析，中的模態(tài)分析屬于線性分析，對(duì)于非線性分析，即使定義相關(guān)參數(shù)也會(huì)被忽略，它們將被當(dāng)做是線性的。即使定義相關(guān)參數(shù)也會(huì)被忽略，它們將被當(dāng)做是線性的。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)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。的剛度值并且不再改變。5首先，讓我們先了解一下模態(tài)

4、分析的幾個(gè)基本概念：首先，讓我們先了解一下模態(tài)分析的幾個(gè)基本概念： （1）模態(tài)提?。ǎ┠B(tài)提?。∟o. of modes to extract） 用于描述特征值和特征向量的計(jì)算。用于描述特征值和特征向量的計(jì)算。 （2）模態(tài)擴(kuò)展（）模態(tài)擴(kuò)展（No. of modes to expand） 將模態(tài)陣型寫入結(jié)果文件。將模態(tài)陣型寫入結(jié)果文件。 （3）參與系數(shù)）參與系數(shù) 在給定方向上給定模態(tài)參與的程度。在給定方向上給定模態(tài)參與的程度。6ANSYS14.5提拱了提拱了6種模態(tài)提取方法，它們分別是種模態(tài)提取方法，它們分別是 分塊分塊Lanczos法法 PCG Lanczos法法 非對(duì)稱法非對(duì)稱法 阻尼法阻尼

5、法 QR阻尼法阻尼法 超節(jié)點(diǎn)法。超節(jié)點(diǎn)法。7圖圖10-1 模態(tài)分析方法模態(tài)分析方法8 （1）分塊）分塊Lanczos法（法（Block Lanczos）分塊分塊Lanczos法特征值求解器是法特征值求解器是ANSYS默認(rèn)的求解器。默認(rèn)的求解器。采用采用 Lanczos 算法，算法，Lanczos 算法是用一組向量來實(shí)現(xiàn)算法是用一組向量來實(shí)現(xiàn) Lanczos 遞歸計(jì)算。分塊遞歸計(jì)算。分塊Lanczos法采用的是稀疏矩陣方法采用的是稀疏矩陣方程求解器。程求解器。當(dāng)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)，采當(dāng)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)，采用分塊用分塊Block Lanczos

6、法提取模態(tài)特別有效。計(jì)算時(shí)，求法提取模態(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頻率時(shí)基本上一樣快。求解速度高，收斂速度和求解低階頻率時(shí)基本上一樣快。求解速度高，計(jì)算速度快，提取大模型的多階模態(tài)（計(jì)算速度快，提取大模型的多階模態(tài)（40階以上），適用階以上），適用于大型對(duì)稱特征值求解問題，尤其適合于由殼或殼與實(shí)體于大型對(duì)稱特征值求解問題，尤其適合于由殼或殼與實(shí)體組成的模型。組成的模型。9 （2）PCG Lanczos法法 PCG Lanczos法適用于非常大的對(duì)稱特征值問題（法適用于非常大的對(duì)稱特征

7、值問題（50萬萬自由度以上），在求解最低階模態(tài)時(shí)尤其有用，這種方法自由度以上），在求解最低階模態(tài)時(shí)尤其有用，這種方法采用采用PCG求解器。求解器。10 （3）非對(duì)稱法（）非對(duì)稱法（Unsymmetic） Unsymmetric 法用于系統(tǒng)矩陣為非對(duì)稱矩陣的問題，采法用于系統(tǒng)矩陣為非對(duì)稱矩陣的問題，采用完整的用完整的K和和M矩陣和矩陣和Lanczos矩陣。如果系統(tǒng)是非保矩陣。如果系統(tǒng)是非保守的，非對(duì)稱法將解得復(fù)特征值和特征向量。特征值的實(shí)守的，非對(duì)稱法將解得復(fù)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，由李雅普諾部表示固有頻率，虛部是系統(tǒng)穩(wěn)定性的量度，由李雅普諾夫穩(wěn)定性得

8、，負(fù)值表示系統(tǒng)是穩(wěn)定的，正值表示系統(tǒng)是不夫穩(wěn)定性得，負(fù)值表示系統(tǒng)是穩(wěn)定的，正值表示系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，常用于聲學(xué)及其他非對(duì)稱剛度和質(zhì)量矩陣等問題穩(wěn)定的，常用于聲學(xué)及其他非對(duì)稱剛度和質(zhì)量矩陣等問題。該方法不進(jìn)行。該方法不進(jìn)行Sturm序列檢查，因此有可能遺漏一些高序列檢查，因此有可能遺漏一些高頻端模態(tài)。頻端模態(tài)。11 （4）阻尼法（）阻尼法（Damped）Damped 法用于阻尼不可忽略的問題，例如軸承問題。阻法用于阻尼不可忽略的問題，例如軸承問題。阻尼法使用完整的剛度矩陣尼法使用完整的剛度矩陣K、質(zhì)量矩陣、質(zhì)量矩陣M、阻尼陣、阻尼陣C。采用采用Lanczos算法并計(jì)算得到復(fù)數(shù)特征值和特征向量。阻算

9、法并計(jì)算得到復(fù)數(shù)特征值和特征向量。阻尼法也不能不進(jìn)行尼法也不能不進(jìn)行Sturm序列檢查，因此有可能遺漏一些序列檢查，因此有可能遺漏一些高頻端模態(tài)。高頻端模態(tài)。特征值的實(shí)部代表系統(tǒng)的穩(wěn)定性，虛部代表系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)角特征值的實(shí)部代表系統(tǒng)的穩(wěn)定性，虛部代表系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)角頻率。如果實(shí)部小于零，系統(tǒng)的位移幅度將頻率。如果實(shí)部小于零，系統(tǒng)的位移幅度將EXP指數(shù)規(guī)律指數(shù)規(guī)律遞減，穩(wěn)定響應(yīng)；如果實(shí)部大于零，位移幅度將按指數(shù)規(guī)遞減，穩(wěn)定響應(yīng)；如果實(shí)部大于零，位移幅度將按指數(shù)規(guī)律遞減，不穩(wěn)定響應(yīng)。如果不存在阻尼，特征值的實(shí)部將律遞減，不穩(wěn)定響應(yīng)。如果不存在阻尼，特征值的實(shí)部將為零。為零。12ANSYS報(bào)告的特征值結(jié)果實(shí)

10、際上是被報(bào)告的特征值結(jié)果實(shí)際上是被2 除過的，單位為除過的，單位為Hz。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)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)于任何節(jié)點(diǎn)，幅值應(yīng)是特征向量實(shí)部和虛部分量的矢量和于任何節(jié)點(diǎn)，幅值應(yīng)是特征向量實(shí)部和虛部分量的矢量和。13 （5）QR阻尼法（阻尼法（QR Damped）QR Damped (QR 阻尼阻尼)法具有分塊法具有分塊Lanczos的優(yōu)點(diǎn)，以線的優(yōu)點(diǎn)，以線性合并無阻尼系統(tǒng)少量數(shù)目的特征向量近似表示前幾階復(fù)性合并無阻尼系統(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)特征值求解無阻尼振型之后，運(yùn)動(dòng)方阻尼特征值。采用實(shí)特征值求解

11、無阻尼振型之后，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)相阻尼法，一個(gè)相對(duì)較小的特征值問題就可以在特征子空間中求解出來了。對(duì)較小的特征值問題就可以在特征子空間中求解出來了。該方法能夠很好地求解大阻尼系統(tǒng)模態(tài)解。由于該方法的該方法能夠很好地求解大阻尼系統(tǒng)模態(tài)解。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)，阻尼較大的系統(tǒng)更如此，這樣才能保證得到好基頻模態(tài)，阻尼較大的系統(tǒng)更如此，這樣才能保證得到好的計(jì)算結(jié)果。的計(jì)算結(jié)果。QR阻尼法不建議用于提取臨界阻尼或過阻阻尼法不建議用于

12、提取臨界阻尼或過阻尼的模態(tài)。此法輸出實(shí)部和虛部的特征值，只輸出實(shí)特征尼的模態(tài)。此法輸出實(shí)部和虛部的特征值，只輸出實(shí)特征向量。向量。14 （6）超節(jié)點(diǎn)法（）超節(jié)點(diǎn)法（supernode）超節(jié)點(diǎn)法適用于一次性求解高達(dá)超節(jié)點(diǎn)法適用于一次性求解高達(dá)10000階的模態(tài)，可用于階的模態(tài)，可用于模態(tài)疊加法或模態(tài)疊加法或PSD分析的模態(tài)提取，以求解結(jié)構(gòu)的高頻響分析的模態(tài)提取，以求解結(jié)構(gòu)的高頻響應(yīng)。應(yīng)。15 1.矩陣縮減技術(shù)矩陣縮減技術(shù)矩陣縮減是通過縮減模型矩陣的大小以實(shí)現(xiàn)快速、簡便的矩陣縮減是通過縮減模型矩陣的大小以實(shí)現(xiàn)快速、簡便的分析過程的方法。主要適用于動(dòng)力學(xué)分析，如模態(tài)分析，分析過程的方法。主要適用于動(dòng)

13、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。矩陣縮減也在子結(jié)構(gòu)分析諧響應(yīng)分析和瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。矩陣縮減也在子結(jié)構(gòu)分析中用于生成超單元。中用于生成超單元。16矩陣縮減可以按照靜力學(xué)分析相同的方法建立一個(gè)詳細(xì)的矩陣縮減可以按照靜力學(xué)分析相同的方法建立一個(gè)詳細(xì)的模型，在有動(dòng)力學(xué)特征的部分用于動(dòng)力學(xué)分析?？梢酝ㄟ^模型，在有動(dòng)力學(xué)特征的部分用于動(dòng)力學(xué)分析。可以通過辨識(shí)定義為主自由度的關(guān)鍵自由度來選擇模型的動(dòng)力學(xué)特辨識(shí)定義為主自由度的關(guān)鍵自由度來選擇模型的動(dòng)力學(xué)特征部分，所選取的主自由度應(yīng)該足以描述系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行征部分，所選取的主自由度應(yīng)該足以描述系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為。為。ANSYS程序根據(jù)主自由度來計(jì)

14、算縮減矩陣和縮減自程序根據(jù)主自由度來計(jì)算縮減矩陣和縮減自由度解，然后通過執(zhí)行擴(kuò)展處理將解擴(kuò)展到完整的自由度由度解，然后通過執(zhí)行擴(kuò)展處理將解擴(kuò)展到完整的自由度集上。矩陣縮減的主要優(yōu)點(diǎn)是，可以大大節(jié)省集上。矩陣縮減的主要優(yōu)點(diǎn)是，可以大大節(jié)省CPU計(jì)算時(shí)計(jì)算時(shí)間。間。17ANSYS程序采用的矩陣縮減基礎(chǔ)理論是程序采用的矩陣縮減基礎(chǔ)理論是Guyan縮減法計(jì)縮減法計(jì)算縮減矩陣。算縮減矩陣。Guyan縮減法的一個(gè)關(guān)鍵假設(shè)是：對(duì)于較低縮減法的一個(gè)關(guān)鍵假設(shè)是：對(duì)于較低的頻率，從自由度（被縮減的自由度）上的慣性力和從主的頻率，從自由度（被縮減的自由度）上的慣性力和從主自由度傳遞過來的彈性力相比是可以忽略的。因此

15、，結(jié)構(gòu)自由度傳遞過來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上。最終結(jié)果是縮減的剛度矩的總質(zhì)量只分配到主自由度上。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。陣是精確的，而縮減的質(zhì)量和阻尼矩陣是近似的。18 2.主自由度選擇準(zhǔn)則主自由度選擇準(zhǔn)則縮減矩陣的精度取決于主自由度的位置和數(shù)目。對(duì)于給定縮減矩陣的精度取決于主自由度的位置和數(shù)目。對(duì)于給定的問題，可以選擇不同的主自由度集，在多數(shù)情況下都可的問題，可以選擇不同的主自由度集，在多數(shù)情況下都可以得到可接受的結(jié)果。選擇主自由度可以用命令以得到可接受的結(jié)果。選擇主自由度可以用命令M和和MGEN選擇，也可以用選

16、擇，也可以用TOTAL命令讓程序在求解過程中選命令讓程序在求解過程中選擇。用戶可以兩種方式兼用：自己選擇少量主自由度，讓擇。用戶可以兩種方式兼用：自己選擇少量主自由度，讓ANSYS程序選擇一些自由度。這樣可以彌補(bǔ)可能被遺漏程序選擇一些自由度。這樣可以彌補(bǔ)可能被遺漏的模態(tài)。的模態(tài)。19人工選取主自由度的基本準(zhǔn)則：人工選取主自由度的基本準(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。）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）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）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。的位置選擇主自由度。 （3）把估計(jì)結(jié)構(gòu)或部件

17、要振動(dòng)的方向選為主自由度。）把估計(jì)結(jié)構(gòu)或部件要振動(dòng)的方向選為主自由度。 （4）如果要選的自由度屬于一個(gè)耦合集，則只需選擇耦）如果要選的自由度屬于一個(gè)耦合集，則只需選擇耦合集中首要的自由度。合集中首要的自由度。20 （5）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）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。自由度。 （6）在施加力或非零位移的位置選擇主自由度。）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，選擇模型中的平行于或接近平）對(duì)于軸對(duì)稱殼模型，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，自由度為

18、主自由度，這樣可以避免主自由度間的振蕩運(yùn)動(dòng)。這樣可以避免主自由度間的振蕩運(yùn)動(dòng)。21檢查主自由度集的有效性的最好方法是用兩倍（或一半）檢查主自由度集的有效性的最好方法是用兩倍（或一半）的主自由度再次進(jìn)行分析然后比較結(jié)果。另一種方法是在的主自由度再次進(jìn)行分析然后比較結(jié)果。另一種方法是在觀察在模態(tài)分析解中輸出的縮減質(zhì)量分布?？s減質(zhì)量在運(yùn)觀察在模態(tài)分析解中輸出的縮減質(zhì)量分布?？s減質(zhì)量在運(yùn)動(dòng)主要方向上的分量應(yīng)占結(jié)構(gòu)整個(gè)質(zhì)量的動(dòng)主要方向上的分量應(yīng)占結(jié)構(gòu)整個(gè)質(zhì)量的10%15%。 程序選取主自由度，選出的主自由度的分布將取決于求解程序選取主自由度，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。這種差異通

19、常在結(jié)果中會(huì)產(chǎn)生次要時(shí)單元被處理的順序。這種差異通常在結(jié)果中會(huì)產(chǎn)生次要差別。對(duì)于有統(tǒng)一的大小和特征的網(wǎng)格，主自由度通常不差別。對(duì)于有統(tǒng)一的大小和特征的網(wǎng)格，主自由度通常不會(huì)是統(tǒng)一的。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)用命令會(huì)是統(tǒng)一的。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)用命令M和和MGEN人為人為的指定自由度。在質(zhì)量分布不規(guī)則的結(jié)構(gòu)中也應(yīng)人為指定的指定自由度。在質(zhì)量分布不規(guī)則的結(jié)構(gòu)中也應(yīng)人為指定主自由度，若程序選取主自由度，可能會(huì)集中在質(zhì)量較好主自由度，若程序選取主自由度，可能會(huì)集中在質(zhì)量較好的區(qū)域。的區(qū)域。22ANSYS模態(tài)分析過程包括四部分：模態(tài)分析過程包括四部分： 建模；建模； 加載及求解；加載及求解； 擴(kuò)展模態(tài)；擴(kuò)展模

20、態(tài)； 結(jié)果觀察。結(jié)果觀察。2310.4.1 建模建模模態(tài)分析的建模與靜力學(xué)分析的建模類似，首先定義工作模態(tài)分析的建模與靜力學(xué)分析的建模類似，首先定義工作名和工作標(biāo)題，然后再前處理器中定義單元類型、單元實(shí)名和工作標(biāo)題，然后再前處理器中定義單元類型、單元實(shí)常數(shù)、材料特性、創(chuàng)建幾何模型以及劃分網(wǎng)格。常數(shù)、材料特性、創(chuàng)建幾何模型以及劃分網(wǎng)格。24（1）定義工作名）定義工作名 GUI:【File】/【Change Jobname】（2）定義工作標(biāo)題）定義工作標(biāo)題 GUI:【File】/【Change Title】（3）定義單元類型）定義單元類型 GUI:【Main Menu】/【Preprocessor

21、】/【Element Type】/【Add/Edit/Delete】（4）定義單元實(shí)常數(shù)）定義單元實(shí)常數(shù) GUI:【Main Menu】/【Preprocessor】/【Real Constants】/【Add/Edit/Delete】25（5）材料特性）材料特性 GUI:【Main Menu】/【Preprocessor】/【Material Props】/【Material Models】（6）創(chuàng)建幾何模型）創(chuàng)建幾何模型 GUI:【Main Menu】/【Preprocessor】/【Modeling】（7）網(wǎng)格劃分）網(wǎng)格劃分 GUI:【Main Menu】/【Preprocessor】/

22、【Meshing】26用戶需注意以下兩點(diǎn)：用戶需注意以下兩點(diǎn)： （1）在模態(tài)分析中只有線性行為是有效的。如果指定了）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，非線性將被忽略。非線性單元，非線性將被忽略。 （2）材料性質(zhì)可以是線性的或非線性的、各向同性的或）材料性質(zhì)可以是線性的或非線性的、各向同性的或正交各向異性的、恒定的或和溫度相關(guān)的。在模態(tài)分析中正交各向異性的、恒定的或和溫度相關(guān)的。在模態(tài)分析中必須指定彈性模量必須指定彈性模量 EX和密度和密度DENS，而非線性特性將被忽，而非線性特性將被忽略。略。2710.4.2 加載及求解加載及求解 前處理完成后，就開始進(jìn)行加載和求解了。在

23、得到初始解前處理完成后，就開始進(jìn)行加載和求解了。在得到初始解后，應(yīng)該進(jìn)行模態(tài)擴(kuò)展查看。后，應(yīng)該進(jìn)行模態(tài)擴(kuò)展查看。28（1）定義分析類型）定義分析類型 GUI：【Main Menu】/【Solution】/【Analysis Type】/【New Analysis】29圖圖10-2 定義模態(tài)分析定義模態(tài)分析30 GUI：【Main Menu】/【Solution】/【Analysis Type】/【Analysis Options】1）Mode extraction method 模態(tài)提取方法模態(tài)提取方法 對(duì)于非對(duì)稱法和阻尼法，應(yīng)當(dāng)提取比必要的階數(shù)更多的模對(duì)于非對(duì)稱法和阻尼法，應(yīng)當(dāng)提取比必要的階

24、數(shù)更多的模態(tài)以降低丟失模態(tài)的可能性，但求解的時(shí)間會(huì)加長。態(tài)以降低丟失模態(tài)的可能性，但求解的時(shí)間會(huì)加長。2）No. of modes to extract 模態(tài)提取階數(shù)模態(tài)提取階數(shù) 所有的模態(tài)提取方法都必須設(shè)置具體的模態(tài)提取的階數(shù)。所有的模態(tài)提取方法都必須設(shè)置具體的模態(tài)提取的階數(shù)。313）No. of modes to expand 模態(tài)擴(kuò)展階數(shù)模態(tài)擴(kuò)展階數(shù) 此選項(xiàng)只有在此選項(xiàng)只有在Unsymmetric法和法和Damped法時(shí)要求設(shè)置。法時(shí)要求設(shè)置。如果想得到單元的求解結(jié)果，則任何模態(tài)提取方法都需選如果想得到單元的求解結(jié)果，則任何模態(tài)提取方法都需選取取“Calculate elem resul

25、ts”項(xiàng)。項(xiàng)。4）Use lumped mass approx 質(zhì)量矩陣計(jì)算方式質(zhì)量矩陣計(jì)算方式 該選項(xiàng)可以選擇缺省的質(zhì)量矩陣（一致質(zhì)量矩陣）或集中該選項(xiàng)可以選擇缺省的質(zhì)量矩陣（一致質(zhì)量矩陣）或集中質(zhì)量矩陣計(jì)算方式。建議讀者在通常應(yīng)用中采用一致質(zhì)量質(zhì)量矩陣計(jì)算方式。建議讀者在通常應(yīng)用中采用一致質(zhì)量矩陣，但對(duì)于矩陣，但對(duì)于“薄膜薄膜”結(jié)構(gòu)的問題，如細(xì)長梁或非常薄的結(jié)構(gòu)的問題，如細(xì)長梁或非常薄的殼。采用集中質(zhì)量矩陣近似能夠得到較好的結(jié)果，并且使殼。采用集中質(zhì)量矩陣近似能夠得到較好的結(jié)果，并且使用集中質(zhì)量矩陣求解的時(shí)間相對(duì)較短，所需的內(nèi)存較少。用集中質(zhì)量矩陣求解的時(shí)間相對(duì)較短，所需的內(nèi)存較少。325

26、）Incl prestress effects 預(yù)應(yīng)力影響預(yù)應(yīng)力影響 該選項(xiàng)可以確定是否考慮預(yù)應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)振型的影響。缺省該選項(xiàng)可以確定是否考慮預(yù)應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)振型的影響。缺省情況下不包括預(yù)應(yīng)力，即結(jié)構(gòu)處于無應(yīng)力狀態(tài)。情況下不包括預(yù)應(yīng)力，即結(jié)構(gòu)處于無應(yīng)力狀態(tài)。6）其他模態(tài)選項(xiàng)）其他模態(tài)選項(xiàng) 在所有分析類型設(shè)置完畢后，單擊在所有分析類型設(shè)置完畢后，單擊“【OK】”，在這里我，在這里我們以分塊們以分塊Lanczos法為例，會(huì)彈出如圖法為例，會(huì)彈出如圖10-3所示窗口。所示窗口。33圖圖10-3分塊分塊Lanczos法模態(tài)分析選項(xiàng)法模態(tài)分析選項(xiàng)34 FREQB：表示需要提取模態(tài)的最小頻率：表示需要提取模態(tài)

27、的最小頻率 FREQE：表示需要提取模態(tài)的最大頻率：表示需要提取模態(tài)的最大頻率 Nrmkey：關(guān)于陣型歸一化的設(shè)置，相對(duì)于質(zhì)量矩陣（：關(guān)于陣型歸一化的設(shè)置，相對(duì)于質(zhì)量矩陣（To mass matrix）和單位化（）和單位化（To unity）。）。 35（2）施加載荷）施加載荷在典型的模態(tài)分析中唯一有效的在典型的模態(tài)分析中唯一有效的“載荷載荷”是零位移約束（是零位移約束（如果在某個(gè)自由度處指定了一個(gè)非零位移約束，程序?qū)⒁匀绻谀硞€(gè)自由度處指定了一個(gè)非零位移約束，程序?qū)⒁粤阄灰萍s束替代在該自由度處的設(shè)置）?？梢允┘映灰屏阄灰萍s束替代在該自由度處的設(shè)置）?？梢允┘映灰萍s束之外的其它載荷，但它們

28、將被忽略。在未加約束的方約束之外的其它載荷，但它們將被忽略。在未加約束的方向上，程序?qū)⒂?jì)算剛體運(yùn)動(dòng)（零頻）以及高階（非零頻）向上，程序?qū)⒂?jì)算剛體運(yùn)動(dòng)（零頻）以及高階（非零頻）自由體模態(tài)。載荷可以加在實(shí)體模型（點(diǎn)、線、面）上或自由體模態(tài)。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。其它類型的載荷：力、加在有限元模型（點(diǎn)和單元）上。其它類型的載荷：力、壓力、溫度、加速度等可以在模態(tài)分析中指定，但在模態(tài)壓力、溫度、加速度等可以在模態(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)算出相應(yīng)于所加載荷的載荷向提取時(shí)將被忽略。程序會(huì)計(jì)算出相應(yīng)于所加載荷的載荷向量，并將這些向量寫到振型文

29、件量，并將這些向量寫到振型文件 jobname.MODE 中以便中以便在模態(tài)疊加法諧響應(yīng)分析或瞬態(tài)分析中使用。在模態(tài)疊加法諧響應(yīng)分析或瞬態(tài)分析中使用。36 GUI：【Main Menu】/【Solution】/【Define Loads】/【Apply】/【Structural】/【Displacement】（3）顯示載荷）顯示載荷 GUI：【Utility Menu】/【List】/【Loads】/【load type】37（4）指定載荷步選項(xiàng)）指定載荷步選項(xiàng) 此選項(xiàng)僅用于阻尼選項(xiàng)。含有此選項(xiàng)僅用于阻尼選項(xiàng)。含有Alpha（質(zhì)量）阻尼，（質(zhì)量）阻尼，Beta（剛度）阻尼，恒定阻尼比等選項(xiàng)。阻

30、尼只在用（剛度）阻尼，恒定阻尼比等選項(xiàng)。阻尼只在用 Damped 模態(tài)提取法時(shí)有效（在其它模態(tài)提取法中阻尼將被忽略）模態(tài)提取法時(shí)有效（在其它模態(tài)提取法中阻尼將被忽略）。如果包含了阻尼，且采用。如果包含了阻尼，且采用 Damped 模態(tài)提取法，則計(jì)模態(tài)提取法，則計(jì)算出的特征值是復(fù)數(shù)解。算出的特征值是復(fù)數(shù)解。 GUI:【Main Menu】/【Solution】/【Load Step Opts】/【Time/Frequenc】/【Damping】38（5）開始計(jì)算求解）開始計(jì)算求解 命令：命令：SOLVE GUI：【Main Menu】/【Solution】 /【Solve】/【Current L

31、S】（6）求解完成）求解完成 命令：命令：FINISH GUI：【Main Menu】/【Finish】3910.4.3 擴(kuò)展模態(tài)擴(kuò)展模態(tài)求解器的輸出內(nèi)容主要是固有頻率，固有頻率被寫到輸出求解器的輸出內(nèi)容主要是固有頻率，固有頻率被寫到輸出文件文件 Jobname.OUT 及振型文件及振型文件 Jobname.MODE 中。中。輸出內(nèi)容中也可以包含縮減的振型和參與因子表，這取決輸出內(nèi)容中也可以包含縮減的振型和參與因子表，這取決于對(duì)分析選項(xiàng)和輸出控制的設(shè)置。由于振型現(xiàn)在還沒有被于對(duì)分析選項(xiàng)和輸出控制的設(shè)置。由于振型現(xiàn)在還沒有被寫到數(shù)據(jù)庫或結(jié)果文件中，因此還不能對(duì)結(jié)果進(jìn)行后處理寫到數(shù)據(jù)庫或結(jié)果文件中

32、，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。要進(jìn)行后處理，則還需對(duì)模態(tài)進(jìn)行擴(kuò)展。40 在模態(tài)分析中，在模態(tài)分析中，“擴(kuò)展擴(kuò)展”指的是將振型寫入結(jié)果文件。如指的是將振型寫入結(jié)果文件。如果想在后處理器中觀察振型，必須先擴(kuò)展之（也就是將振果想在后處理器中觀察振型，必須先擴(kuò)展之（也就是將振型寫入結(jié)果文件）。模態(tài)擴(kuò)展要求振型文件型寫入結(jié)果文件）。模態(tài)擴(kuò)展要求振型文件 Jobname.MODE、文件、文件 Jobname.EMAT、Jobname.ESAV必須存在。數(shù)據(jù)庫中必須包含和解算模態(tài)必須存在。數(shù)據(jù)庫中必須包含和解算模態(tài)時(shí)所用模型相同的分析模型。時(shí)所用模型相同的分析模型。41（

33、1）進(jìn)入）進(jìn)入 ANSYS 求解器求解器在擴(kuò)展處理前必須明確的離開求解器并重新進(jìn)入求解器。在擴(kuò)展處理前必須明確的離開求解器并重新進(jìn)入求解器。 命令：命令：/SOLU GUI：【Main Menu】/【Solution】42（2）激活擴(kuò)展處理及相關(guān)選項(xiàng)）激活擴(kuò)展處理及相關(guān)選項(xiàng)1）打開）打開 Expansion Pass 選項(xiàng)選項(xiàng) GUI：【Main Menu】/【Solution】/【Analysis Type】/【ExpansionPass】打開打開 Expansion Pass對(duì)話框?qū)υ捒?見圖見圖 10-4)，將，將 Expansion Pass 選項(xiàng)打開選項(xiàng)打開(選擇選擇 ON)。 43

34、圖圖10-4 擴(kuò)展模態(tài)設(shè)置擴(kuò)展模態(tài)設(shè)置442）指定）指定 Expand Modes (模態(tài)擴(kuò)展模態(tài)擴(kuò)展)選項(xiàng)選項(xiàng) GUI：【Main Menu】/【Solution】/【Load Step Opts】/【ExpansionPass】/【Single Expand】/【Expand Modes】打開打開 Expand Modes (模態(tài)擴(kuò)展模態(tài)擴(kuò)展)對(duì)話框?qū)υ捒?見圖見圖10-5)，對(duì)各，對(duì)各個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置。個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置。45圖圖10-5 擴(kuò)展模態(tài)模式擴(kuò)展模態(tài)模式46各選項(xiàng)的用途如下：各選項(xiàng)的用途如下： No. of Modes to Expand ：用來指定要擴(kuò)展的模態(tài)數(shù)。：用來指定要擴(kuò)展的

35、模態(tài)數(shù)。只有經(jīng)過擴(kuò)展的模態(tài)可在后處理器中進(jìn)行觀察。缺省為不只有經(jīng)過擴(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。進(jìn)行模態(tài)擴(kuò)展。 Frequency Range ：另一種控制要擴(kuò)展的模態(tài)數(shù)的方法：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。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。態(tài)會(huì)被擴(kuò)展。47 Elcalc Calculate elem results：用來指定在求解是要不：用來指定在求解是要不要單元結(jié)果和反作用力，缺省為不求解。要單元結(jié)果和反作用力，缺省為不求解。 SIGNIF Significant Threshold：

36、用來定義模態(tài)意義閥值用來定義模態(tài)意義閥值，模態(tài)意義水平高于該閥值的模態(tài)將被擴(kuò)展，低于的不被，模態(tài)意義水平高于該閥值的模態(tài)將被擴(kuò)展，低于的不被擴(kuò)展，該閥值的缺省值為：擴(kuò)展，該閥值的缺省值為：0.001。48(3）指定載荷步選項(xiàng)）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)是輸出控制。模態(tài)擴(kuò)展處理中唯一有效的選項(xiàng)是輸出控制。 （1）Printed Output此選項(xiàng)用來控制結(jié)果文件此選項(xiàng)用來控制結(jié)果文件 Jobname.OUT 中包含所有的數(shù)中包含所有的數(shù)據(jù)（擴(kuò)展得到的振型、應(yīng)力和力）。據(jù)（擴(kuò)展得到的振型、應(yīng)力和力）。 命令：命令：OUTPR GUI：【Main Menu】/【Solution】/【

37、Load Step Opts】/【Output Ctrls】/【Solu Printout】49 （2）Database and results file output 命令：命令：OUTRES GUI：【Main Menu】/【Solution】/【Load Step Opts】/【Output Ctrls】/【DB/Results File】此選項(xiàng)用來控制結(jié)果文件此選項(xiàng)用來控制結(jié)果文件 Jobname.RST 中包含的數(shù)據(jù)。中包含的數(shù)據(jù)。OUTRES 中的中的 FREQ 域只可為域只可為ALL 或或 NONE；即要么輸；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)。出所有模態(tài)要么不輸出任何模

38、態(tài)的數(shù)據(jù)。50(4)開始擴(kuò)展處理開始擴(kuò)展處理擴(kuò)展處理的輸出包括已擴(kuò)展的振型，而且還可以要求包含擴(kuò)展處理的輸出包括已擴(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。各階模態(tài)的相對(duì)應(yīng)力分布。 命令：命令：SOLVE GUI：【Main Menu】/【Solution】/【Current LS】（5）退出）退出 SOLUTION 命令：命令：FINISH5110.4.4 結(jié)果觀察結(jié)果觀察模態(tài)分析的結(jié)果（即模態(tài)擴(kuò)展處理的結(jié)果）被寫入到結(jié)構(gòu)模態(tài)分析的結(jié)果（即模態(tài)擴(kuò)展處理的結(jié)果）被寫入到結(jié)構(gòu)分析結(jié)果文件分析結(jié)果文件 Jobname.RST中。分析結(jié)果包括：固有頻中。分析結(jié)果包括：固有頻率、已擴(kuò)展的振

39、型和相對(duì)應(yīng)力和力分布。率、已擴(kuò)展的振型和相對(duì)應(yīng)力和力分布。在在POST1中觀察結(jié)果時(shí)，數(shù)據(jù)庫中必須包含和求解時(shí)相同中觀察結(jié)果時(shí)，數(shù)據(jù)庫中必須包含和求解時(shí)相同的模型。而且結(jié)果文件的模型。而且結(jié)果文件 Jobname.RST 必須存在。下面介必須存在。下面介紹幾種結(jié)果查看的方法。紹幾種結(jié)果查看的方法。521讀入合適子步的結(jié)果數(shù)據(jù)讀入合適子步的結(jié)果數(shù)據(jù) 命令：命令：SET，SBSTEP GUI：【Main Menu】/【General Postproc】/【Read Results】/【First Set】or【Next set】or【By Set Number】 532執(zhí)行任何想做的執(zhí)行任何想做的

40、 POST1(通用后處理通用后處理)操作操作（1）Listing All Frequencies:列出所有已擴(kuò)展模態(tài)對(duì)應(yīng)列出所有已擴(kuò)展模態(tài)對(duì)應(yīng)的頻率的頻率. 命令：命令：SET，LIST GUI：【Main Menu】/【General Postproc】/【Results Summary】（2）Display Deformed Shape：顯示變形：顯示變形 命令：命令：PLDISP GUI：【Main Menu】/【General Postproc】/【Plot Results】/【Deformed Shape】54（3）List Master DOF：列出主自由度：列出主自由度 命令：命

41、令：MLIST,ALL GUI：【Main Menu】/ 【Solution】/【Master DOFs】/【List ALL】（4）Line Element Results：線單元結(jié)果顯示：線單元結(jié)果顯示 命令：命令：ETABLE GUI：【Main Menu】/【General Postproc】/【Element Table】/【Define Table】55（5）Contour Displays：等值線顯示：等值線顯示 命令：命令：PLNSOL 或或 PLESOL GUI：【Main Menu】/【General PostProc】/【Plot Results】/【Contour Pl

42、ot】/【Nodal Solu】5610.5.1 工程背景工程背景梁結(jié)構(gòu)是工程中常見的結(jié)構(gòu)，通過對(duì)梁的模態(tài)分析，可梁結(jié)構(gòu)是工程中常見的結(jié)構(gòu)，通過對(duì)梁的模態(tài)分析，可以得到梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率和振型。從而在工程中有效的避以得到梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率和振型。從而在工程中有效的避免了梁結(jié)構(gòu)的共振，延長了使用壽命。希望讀者通過綜合免了梁結(jié)構(gòu)的共振，延長了使用壽命。希望讀者通過綜合實(shí)例的學(xué)習(xí)，在解決其它類似問題上可以融會(huì)貫通。實(shí)例的學(xué)習(xí)，在解決其它類似問題上可以融會(huì)貫通。57 10.5.2 問題描述問題描述 現(xiàn)有方鋼，如圖現(xiàn)有方鋼，如圖10-6，截面面積，截面面積2020mm，長度為，長度為400mm，彈性模量為，

43、彈性模量為2.1105MPa，泊松比為，泊松比為0.3，密度，密度為為7.910-6kg/mm3。圖圖10-6 梁結(jié)構(gòu)梁結(jié)構(gòu)5810.5.3 GUI操作操作1. 定義工作文件名和工作標(biāo)題定義工作文件名和工作標(biāo)題（1）定義工作文件名）定義工作文件名 GUI：【Utility Menu】/【File】/【Change Jobname】。彈出圖彈出圖10-7所示的對(duì)話框，在此出現(xiàn)的對(duì)話框輸入所示的對(duì)話框，在此出現(xiàn)的對(duì)話框輸入“l(fā)iang”，并將，并將“New log and error files”復(fù)選框選為復(fù)選框選為“yes”，單擊，單擊“OK”。59圖圖8-7 定義工作文件名定義工作文件名60（

44、2）定義工作標(biāo)題）定義工作標(biāo)題 GUI：【Utility Menu】/【File】/【Change Title】在出現(xiàn)的對(duì)話框中輸入在出現(xiàn)的對(duì)話框中輸入“motaifenxi” ，單擊，單擊“OK”。如圖如圖10-8所示。所示。圖圖10-8 定義工作標(biāo)題定義工作標(biāo)題61（3）重新顯示）重新顯示 GUI:【Utility Menu】/【Plot】/【Replot】622. 過濾界面過濾界面 GUI:【Main Menu】/【Preferences】。彈出圖彈出圖10-9所示的對(duì)話框，選中所示的對(duì)話框，選中“Structural”和和“h-Method”項(xiàng)，單擊項(xiàng)，單擊“OK” 按鈕。按鈕。63圖

45、圖10-9 過濾界面對(duì)話框過濾界面對(duì)話框643. 創(chuàng)建單元類型創(chuàng)建單元類型 GUI：【Main Menu】/【Preprocessor】/【Element Type】/【Add/Edit/Delete】在彈出如圖在彈出如圖10-10左側(cè)所示的對(duì)話框中，單擊左側(cè)所示的對(duì)話框中，單擊“Add”按按鈕；彈出圖鈕；彈出圖10-11所示的對(duì)話框，在左側(cè)列表中選所示的對(duì)話框，在左側(cè)列表中選“Structural Beam”，在右側(cè)列表中選，在右側(cè)列表中選“2 node 188”， 單擊單擊“Ok” 按鈕；單擊圖按鈕；單擊圖10-10右側(cè)所示的對(duì)話框的右側(cè)所示的對(duì)話框的“Close”按鈕。按鈕。65圖圖10

46、-10 定義單元類型定義單元類型66圖圖10-11 單元類型庫單元類型庫674. 定義材料特性定義材料特性 GUI:【Main Menu】/【Preprocessor】/【Material Props】/【Material Models】彈出圖彈出圖10-12所示的對(duì)話框，在右側(cè)列表中依次單擊所示的對(duì)話框，在右側(cè)列表中依次單擊“【Structural】/【Linear】/【Elastic】/ 【Isotropic】”，彈出圖彈出圖10-13所示的對(duì)話框，在所示的對(duì)話框，在“EX”文本框中輸入文本框中輸入2.1e5（彈性模量），在（彈性模量），在“PRXY” 文本框中輸入文本框中輸入0.3（泊松

47、比）（泊松比），單擊，單擊“Ok” 按鈕；單擊按鈕；單擊“【Density】”，彈出圖，彈出圖10-14所示的對(duì)話框，在所示的對(duì)話框，在“DENS”文本框中輸入文本框中輸入7.9e-6（密度（密度），然后關(guān)閉圖），然后關(guān)閉圖10-12所示的對(duì)話框。所示的對(duì)話框。68圖圖10-12 定義材料特性定義材料特性69圖圖 10-13 定義楊氏模量與泊松比定義楊氏模量與泊松比70圖圖 10-14 定義密度定義密度715.設(shè)置截面設(shè)置截面 GUI：【Main Menu】/【Preprocessor】/【Sections】/【Beam】/【Common Sections】彈出如圖彈出如圖10-15所示對(duì)話框

48、，在所示對(duì)話框，在“B”和和“H”中分別輸入中分別輸入“20”和和“20”，單擊，單擊“OK”。72圖圖10-15 定義截面定義截面736.建模與單元?jiǎng)澐纸Ｅc單元?jiǎng)澐?（1）創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)）創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn) GUI：【Main Menu】/【Preprocessor】/【Modeling】/【Create】/【Keypoints】/【In Active CS】。彈出圖彈出圖10-16所示的對(duì)話框，在所示的對(duì)話框，在“Keypoint Number”文文本框中輸入本框中輸入1，在，在“X,Y,Z”文本框中分別輸入文本框中分別輸入0,0,0，單擊，單擊“Apply”按鈕；在按鈕；在“Keypoint Nu

49、mber”文本框中輸入文本框中輸入2，在，在“X,Y,Z”文本框中分別輸入文本框中分別輸入400,0,0，單擊，單擊“Ok”按鈕。按鈕。74圖圖10-16 創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)75（2）創(chuàng)建直線）創(chuàng)建直線 GUI: 【Main Menu】/【Preprocessor】/【Modeling】/【Create】/【Lines】/【Lines】/【Straight Line】彈出拾取窗口，分別拾取關(guān)鍵點(diǎn)彈出拾取窗口，分別拾取關(guān)鍵點(diǎn)1和和2，創(chuàng)建兩條直線，單，創(chuàng)建兩條直線，單擊擊“Ok” 按鈕。如圖按鈕。如圖10-17所示。所示。76圖圖10-17 創(chuàng)建直線創(chuàng)建直線77（3）劃分單元）劃分單元 GUI

50、：【Main Menu】/【Preprocessor】/【Meshing】/【MeshTool】。彈出圖彈出圖10-18所示的對(duì)話框，單擊所示的對(duì)話框，單擊“Size Controls”區(qū)域區(qū)域中中“Lines”后后“Set”按鈕，彈出拾取窗口，拾取直線，按鈕，彈出拾取窗口，拾取直線，單擊單擊“Ok” 按鈕，彈出圖按鈕，彈出圖10-19所示的對(duì)話框，在所示的對(duì)話框，在“NDIV”文本框中輸入文本框中輸入100，單擊，單擊“OK” 按鈕。在按鈕。在“Mesh”區(qū)域，采取默認(rèn)格式，單擊區(qū)域，采取默認(rèn)格式，單擊“Mesh” 按鈕，彈按鈕，彈出拾取窗口，拾取直線，單擊出拾取窗口，拾取直線，單擊“OK”

51、 按鈕。按鈕。78圖圖10-18 單元?jiǎng)澐志庉嬁騿卧獎(jiǎng)澐志庉嬁?9圖圖10-19 編輯單元格數(shù)編輯單元格數(shù)80（4）顯示單元）顯示單元 GUI：【：【Utility Menu】/【PlotCtrls】/【Style】/【Size and Shape】 彈出如圖彈出如圖10-20所示對(duì)話框，將所示對(duì)話框，將“Display of element”選中，單擊選中，單擊“OK”。81圖圖10-20 單元顯示單元顯示82（5）改變視角）改變視角 GUI：【：【Utility Menu】/【PlotCtrls】/【Pan Zoom Rotate】在彈出的拾取框中依次單擊在彈出的拾取框中依次單擊“Iso”

52、、“Fit”按鈕，單擊按鈕，單擊“Close”按鈕。如圖按鈕。如圖10-21所示。所示。83圖圖10-21 改變視角改變視角84圖圖10-22建立模型建立模型857.定義分析類型定義分析類型 GUI：【：【Main Menu】/【Solution】/【Analysis Type】/【New Analysis】在彈出的對(duì)話框中選取在彈出的對(duì)話框中選取“Modal”，單擊，單擊“OK”。868.定義模態(tài)分析方法定義模態(tài)分析方法 GUI：【：【Main Menu】/【Solution】/【Analysis Type】/【Analysis Options】選擇選擇“Block Lanczos”分析方法

53、，在分析方法，在“No. of modes to extract”中輸入中輸入“20”，在，在“No. of modes to expand”中輸入中輸入“20”，其他選項(xiàng)接受默認(rèn)，單擊，其他選項(xiàng)接受默認(rèn)，單擊“OK”，彈出如圖，彈出如圖10-24所示輸入框，全部默認(rèn)，單擊所示輸入框，全部默認(rèn)，單擊“OK”。87圖圖10-23 定義模態(tài)分析方法定義模態(tài)分析方法88圖圖10-24 Block Lanczos參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置899.施加約束施加約束 GUI:【Main Menu】/【Solution】/【Define Loads】/【Apply】/【Structural】/【Displacement】/【On Keypoints】彈出如圖彈出如圖10-25所示窗口，拾取兩端端點(diǎn)，單擊所示窗口，拾取兩端端點(diǎn)