7-Workbench-DS模態(tài)分析教程匯總課件

1、DS模態(tài)分析介紹模態(tài)分析本節(jié)內(nèi)容如下:模態(tài)分析流程預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析流程模態(tài)分析基礎(chǔ)模態(tài)分析、或自由振動(dòng)分析，是用來(lái)獲得一個(gè)結(jié)構(gòu)的固有頻率和固有振型除了固有頻率, 模態(tài)分析不考慮動(dòng)態(tài)載荷下的結(jié)構(gòu)響應(yīng). 在解決更為復(fù)雜的動(dòng)態(tài)問(wèn)題之前，通常第一步先進(jìn)行模態(tài)分析.一個(gè)模態(tài)分析是通用運(yùn)動(dòng)方程的一個(gè)子集:模態(tài)分析基礎(chǔ)在模態(tài)分析中，結(jié)構(gòu)假設(shè)為線(xiàn)性的: 上式中 fi 是指振型 (特征向量) wi 是振型i的固有圓周頻率. 通過(guò)取代線(xiàn)性方程中的值，可以得到如下方程: 注意到 解 fi =0 是沒(méi)有價(jià)值的, wi 需要被求解:模態(tài)分析基礎(chǔ)對(duì)于一個(gè)模態(tài)分析, 固有圓周頻率 wi 和 振型 fi 都能從矩陣方程式里得到

2、:在某些假設(shè)條件下的結(jié)果與分析相關(guān):K 和 M 是常量:假設(shè)為線(xiàn)彈性材料特性使用小撓度理論, 不包含非線(xiàn)性特性C 不存在, 因此不包含阻尼F 不存在, 因此假設(shè)結(jié)構(gòu)沒(méi)有激勵(lì)根據(jù)物理方程 , 結(jié)構(gòu)可能不受約束(rigid-body modes present) ，或者部分/完全的被約束住記住這些在Design Simulation中進(jìn)行模態(tài)分析的假設(shè)是非常重要的.模態(tài)分析過(guò)程模態(tài)分析過(guò)程和一個(gè)線(xiàn)性靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析過(guò)程非常相似 建模設(shè)定材料屬性定義接觸對(duì) (假如存在)劃分網(wǎng)格 (可選擇)施加載荷 (假如存在的話(huà))選擇Modal 分析類(lèi)型設(shè)置Modal 選項(xiàng)求解查看結(jié)果接觸域在模態(tài)分析中，接觸對(duì)是可能出

3、現(xiàn)的. 但是，由于模態(tài)分析是純粹的線(xiàn)性分析，所以接觸對(duì)不同于非線(xiàn)性分析中的接觸類(lèi)型, 如下所示:在模態(tài)分析中定義接觸需要注意以下兩個(gè)方面的內(nèi)容:兩個(gè)非線(xiàn)性的接觸行為 粗糙的和無(wú)摩擦的 都將表現(xiàn)為線(xiàn)性接觸行為, 因此它們會(huì)轉(zhuǎn)化為綁定或者無(wú)分離接觸方式來(lái)替代并產(chǎn)生作用.假如有間隙存在, 非線(xiàn)性的接觸行為將是自由無(wú)約束的(也就是說(shuō), 好像是沒(méi)有接觸一樣). 綁定的和無(wú)分離的接觸將取決于pinball 區(qū)域的大小.pinball 區(qū)域由缺省值自動(dòng)產(chǎn)生載荷和約束在模態(tài)分析中，不能使用結(jié)構(gòu)和熱載荷關(guān)于預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析的內(nèi)容，參見(jiàn)本節(jié)后面的部分. 在這種情況下，只是為了體現(xiàn)預(yù)應(yīng)力效果，載荷才被考慮.在模態(tài)分析

4、中可以使用各種約束:假如沒(méi)有或者只存在部分的約束, 剛體模態(tài)將能被檢測(cè)和獲得測(cè)評(píng). 這些模態(tài)將處于0位置或者0HZ附近. 與靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析不同, 模態(tài)分析并不要求禁止剛體運(yùn)動(dòng).邊界條件對(duì)于模態(tài)分析來(lái)說(shuō)，是很重要的。因?yàn)樗麄兡苡绊懖考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(xiàn)性的，因此在此分析中將不能被使用.如果存在的話(huà), 壓縮約束通常會(huì)表現(xiàn)出與無(wú)摩擦約束相似.求解設(shè)置 Solution 分支提供了將要進(jìn)行的某種分析的細(xì)節(jié)選項(xiàng)對(duì)于模態(tài)分析，并不是Details view of the Solution 分支中的所有選項(xiàng)都需要改變.在大多數(shù)情況下, “Solver Typ

5、e” 應(yīng)該保持“Program Controlled” 的默認(rèn)選項(xiàng).假如模型是由一種很大的實(shí)體單元構(gòu)成的, 并且僅僅需要求解不多的振型時(shí), 那么把求解器類(lèi)型（Solver Type）設(shè)置為迭代求解器（Iterative）可能會(huì)更有效些.對(duì)于每一種模態(tài)分析的“分析類(lèi)型（Analysis Type）” 將顯示為“自由振動(dòng)（Free Vibration）” .預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析在某些情況下，進(jìn)行模態(tài)分析時(shí)，需要考慮預(yù)應(yīng)力效果.在一個(gè)靜態(tài)載荷(static) 的作用下, 結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)可能影響到它的固有頻率. 這一點(diǎn)是非常重要的，尤其是對(duì)于那些在某一個(gè)或兩個(gè)尺度上很薄的結(jié)構(gòu).現(xiàn)在，考慮一個(gè)吉它弦被調(diào)節(jié)的情況 當(dāng)軸向載荷增加(拉緊)的時(shí)候, 橫向頻率也隨之相應(yīng)的增加. 這是一個(gè)應(yīng)力硬化的例子.預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析求解預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析的過(guò)程，需要自動(dòng)執(zhí)行兩個(gè)迭代過(guò)程:最初線(xiàn)性靜態(tài)分析首先將被執(zhí)行:基于靜態(tài)分析的應(yīng)力狀態(tài), 應(yīng)力硬化矩陣S 的影響將被考慮:然后求解預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析, 包括S 項(xiàng)預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析例題對(duì)一個(gè)一邊固支的薄板的結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單對(duì)比一下以下兩種分析分別進(jìn)行兩種分析:比較一下兩者之間的區(qū)別自由振動(dòng)分析帶預(yù)緊力的自由振動(dòng)分析 Free VibrationFree Vibration with Prestress預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析例題在這個(gè)例子中, 隨著施加的載荷,產(chǎn)生拉應(yīng)力,