ANSYS模態(tài)分析教程及實(shí)例講解

第三講模態(tài)分析目前一頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)在開始ANSYS分析之前，您需要作一些決定，諸如分析類型及所要?jiǎng)?chuàng)建模型的類型。標(biāo)題如下：A.哪一種分析類型？B.模擬什么？C.采用哪一種單元類型？目前二頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)準(zhǔn)備工作

哪種分析類型？分析類型通常遵循以下原則：結(jié)構(gòu)分析實(shí)體的運(yùn)動、壓力、接觸熱分析 熱、高溫及溫度變化。電磁場分析裝置承受電流（交流或直流）、電磁波、電壓或電荷激勵(lì)流體分析：氣體或液體的運(yùn)動，或包容的氣體/流體耦合場：上述分析的任意組合在這里，我們將集中討論結(jié)構(gòu)分析。目前三頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)準(zhǔn)備工作

哪種分析類型？當(dāng)您選擇了結(jié)構(gòu)分析，接下來的問題是：靜力還是動力分析？線性還是非線性分析？要回答這些問題，先要知道物體承受什么樣的激勵(lì)（載荷），因?yàn)橄率鋈N類型的力決定了它的響應(yīng)靜力（剛度）慣性力（質(zhì)量）阻尼力目前四頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)準(zhǔn)備工作

哪種分析類型？靜力與動力分析的區(qū)別靜力分析假定只有剛度力是重要的。動力分析考慮所有三種類型的力。例如：考慮跳水板的分析如果潛水者靜止地站在跳水板上，做一個(gè)靜力分析已經(jīng)足夠了。但是如果潛水者在跳水板上下跳動，必須進(jìn)行動力分析目前五頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)準(zhǔn)備工作

哪種分析類型？如果施加的荷載隨時(shí)間快速變化，則慣性力和阻尼力通常是重要的因此可以通過載荷是否是時(shí)間相關(guān)來選擇是靜力還是動力分析如果在相對較長的時(shí)間內(nèi)載荷是一個(gè)常數(shù)，請選擇靜態(tài)分析。否則，選擇動態(tài)分析總之，如果激勵(lì)頻率小于結(jié)構(gòu)最低階固有頻率的1/3，則可以進(jìn)行靜力分析。目前六頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)準(zhǔn)備工作

哪種分析類型？線性與非線性分析的區(qū)別線性分析假設(shè)忽略荷載對結(jié)構(gòu)剛度變化的影響。典型的特征是：小變形彈性范圍內(nèi)的應(yīng)變和應(yīng)力沒有諸如兩物體接觸或分離時(shí)的剛度突變。應(yīng)變應(yīng)力彈性模量(EX)目前七頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)準(zhǔn)備工作

A.哪種分析類型？如果加載引起結(jié)構(gòu)剛度的顯著變化，必須進(jìn)行非線性分析。引起結(jié)構(gòu)剛度顯著變化的典型因素有：應(yīng)變超過彈性范圍（塑性）大變形，例如承載的魚竿兩體之間的接觸應(yīng)變應(yīng)力目前八頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)內(nèi)容簡介ANSYS模態(tài)分析功能介紹模態(tài)分析實(shí)例操作演示模態(tài)分析的背景簡介目前九頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)學(xué)習(xí)要點(diǎn)頻率分析的相關(guān)知識什么是振動固有頻率固有振動模態(tài)共振目前十頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)頻率分析的相關(guān)知識什么是振動？鐘擺和秋千的擺動，是我們身邊最典型的振動現(xiàn)象。樂器的弦振動而發(fā)出聲音。小提琴用弓拉弦，吉他用手指或撥片撥弦，在鋼琴上敲擊琴鍵則小錘打擊琴弦而使琴弦振動起來。洗衣機(jī)在脫水時(shí)也會突突突地產(chǎn)生很大的振動現(xiàn)象。按摩機(jī)是機(jī)械的振動，地震則是大地的振動。如果在不平整的地上或公路上開車的話，也會感到讓人心情變壞的煩人的振動。為便于理解振動現(xiàn)象，我們從了解固有頻率（固有周期），固有模態(tài)，共振等表示振動特有現(xiàn)象的術(shù)語開始目前十一頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)頻率分析的相關(guān)知識固有頻率（以鐘擺為例）擺動鐘擺，則鐘擺以一定的周期和一定的頻率有規(guī)律地振動起來了。振動的幅度（振幅）大也好小也好，周期和頻率總是一定的。振動頻率：是單位時(shí)間里擺動的次數(shù)。1秒鐘內(nèi)的次數(shù)用Hz（赫茲）來表示。周期：擺動1次所需要的時(shí)間。鐘擺的形狀（長度）決定了其固有的數(shù)值。鐘擺越長周期越長，鐘擺越短周期越短。振幅：大振幅：小目前十二頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)頻率分析的相關(guān)知識固有頻率（以鐘擺為例）鐘擺的振動所經(jīng)過的時(shí)間越來越小，最后停了下來。這是因?yàn)榭諝獾淖璧K、磨擦的阻礙等的阻力妨礙了鐘擺的擺動（振動）。因?yàn)檫@樣的阻力作用使振動衰減的力而起作用，被稱為衰減力。鐘擺在沒有外部而來的強(qiáng)迫它擺動的力（重力除外）作用下的振動稱為自由振動。與此相對應(yīng)，地震和汽車因?yàn)榈鼗?、發(fā)動機(jī)等的強(qiáng)迫力作用下的振動稱為強(qiáng)迫振動。任何結(jié)構(gòu)都具有其固有頻率（固有周期），其值由其本身的結(jié)構(gòu)所決定自由振動是一種無衰減力的振動狀態(tài)，它將永遠(yuǎn)不停地振動下去。目前十三頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)頻率分析的相關(guān)知識靜力分析中，節(jié)點(diǎn)位移是主要的未知量。[K]d=F中[K]為剛度矩陣，d為節(jié)點(diǎn)位移的未知量，而F為節(jié)點(diǎn)載荷的已知量。在動力學(xué)分析中，增加阻尼矩陣[C]和質(zhì)量矩陣[M]上式為典型的在有阻尼的交迫振動方程。當(dāng)缺少阻尼及外力時(shí)，該缺少阻尼及外力時(shí)（自由振動），該方程式簡化為目前十四頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)頻率分析的相關(guān)知識固有振動模態(tài)（以弦的振動為例）兩端被固定住的弦，以手指彈一下張緊的弦，弦則振動起來，振動在空氣中傳播發(fā)出聲音。弦以下圖所示的各個(gè)振動形式所對應(yīng)的狀態(tài)，振動起來。這種振動形式稱為弦的固有模態(tài)。固有振動形態(tài)名稱1階振動2階振動3階振動目前十五頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)頻率分析的相關(guān)知識固有振動模態(tài)（以弦的振動為例）固有模態(tài)和固有頻率是一一對應(yīng)的。對于1階固有模態(tài)，就有以1階固有頻率振動的振動形式，對于2階固有模態(tài)則有2階頻率振動的振動形式。象這樣所定的頻率和振動模態(tài)組合起來則存在著1階、2階、3階……等多個(gè)振動形式。要點(diǎn)：振動的形式（振形）稱為振動模態(tài)。一般從低頻開始，稱為1階、2階、3階……固有頻率，并且具有與各個(gè)固有頻率對應(yīng)的振動模態(tài)。目前十六頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)頻率分析的相關(guān)知識共振（以蕩秋千為例）蕩得好的人蕩幾下馬上就能蕩得很高這是因?yàn)榕c秋千擺動的節(jié)拍和時(shí)間配合起來的原因。換句話說，與秋千的固有頻率（固有周期）相配合，這種狀況，稱為共振。共振，對于機(jī)械和結(jié)構(gòu)一般是應(yīng)該要避免的一種現(xiàn)象。要點(diǎn)：振動外力的周期和結(jié)構(gòu)固有周期一致或接近則要發(fā)生共振。共振因?yàn)闀拐駝幼兊迷絹碓綇?qiáng)，一般應(yīng)該避免。目前十七頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)頻率分析的相關(guān)知識設(shè)計(jì)就要避免出現(xiàn)共振現(xiàn)象洗衣機(jī)脫水結(jié)束，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速低下來時(shí)，停止前發(fā)出突突的響聲并晃動起來。

這是洗衣機(jī)的固有頻率和馬達(dá)的轉(zhuǎn)速一致時(shí)產(chǎn)生的共振現(xiàn)象。要把脫水時(shí)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)成洗衣機(jī)的1階固有頻率以上。從而，在脫水過程中不會產(chǎn)生共振現(xiàn)象。洗衣機(jī)的馬達(dá)的轉(zhuǎn)速直到停止前與它的固有頻率相一致，產(chǎn)生共振，發(fā)出突突聲音。此后，因?yàn)楹芏虝r(shí)間即停止，洗衣機(jī)不會損壞。目前十八頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)頻率分析的相關(guān)知識設(shè)計(jì)就要避免出現(xiàn)共振現(xiàn)象共振產(chǎn)生時(shí)的條件有以下兩條：激振力的周期（頻率）和物體的固有周期（固有頻率）相一致或接近

激振力的持續(xù)時(shí)間長到使物體振動以充分發(fā)展的時(shí)間

目前十九頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)頻率分析的相關(guān)知識頻率分析就是計(jì)算結(jié)構(gòu)的共振頻率及對應(yīng)振動模態(tài)，不計(jì)算位移和應(yīng)力固有頻率：結(jié)構(gòu)趨向于振蕩的頻率，固有的振動頻率?；绢l率：最低的固有頻率固有振動模態(tài)：特定的固有頻率對應(yīng)唯一的振動形式。每種模態(tài)對應(yīng)著特定的固有頻率目前二十頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)頻率分析的相關(guān)知識設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)保證產(chǎn)品的固有頻率不與激勵(lì)頻率相吻合。一般可將其固有頻率設(shè)計(jì)成遠(yuǎn)離激振頻率10～20％以上。為了改變結(jié)構(gòu)的固有頻率在危險(xiǎn)范圍外，可通過改變產(chǎn)品的幾何結(jié)構(gòu)、材料、避震特性或在適當(dāng)?shù)牡胤教砑淤|(zhì)量單元。對于結(jié)構(gòu)的固有頻率，如果結(jié)構(gòu)變剛，則頻率高，如果變?nèi)?，則頻率低。

另外，振動部件的重量重，則頻率變低，重量輕，頻率變高。

結(jié)構(gòu)要變剛，即提高結(jié)構(gòu)的剛性，可以加厚構(gòu)件，可以加入補(bǔ)強(qiáng)材。結(jié)構(gòu)要變?nèi)?，也即進(jìn)行結(jié)構(gòu)變剛那樣反過來設(shè)計(jì)，則可以用彈簧來支承。對于汽車或電車之類的乘用車的車輪使用了彈簧。目前二十一頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)模態(tài)分析的定義模態(tài)分析可以確定一個(gè)結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型，固有頻率和振型是承受動態(tài)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)。如果要進(jìn)行模態(tài)疊加法諧響應(yīng)分析或瞬態(tài)動力學(xué)分析，固有頻率和振型也是必要的。所有動力學(xué)分析的基礎(chǔ)。目前二十二頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)模態(tài)分析的優(yōu)點(diǎn)模態(tài)分析的用途：使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避免共振或以特定頻率進(jìn)行振動（例如橋梁設(shè)計(jì)）；使工程師可以認(rèn)識到結(jié)構(gòu)對于不同類型的動力載荷是如何響應(yīng)的；有助于在其它動力分析中估算求解控制參數(shù)（如時(shí)間步長）。建議：由于結(jié)構(gòu)的振動特性決定結(jié)構(gòu)對于各種動力載荷的響應(yīng)情況，所以在準(zhǔn)備進(jìn)行其它動力分析之前首先要進(jìn)行模態(tài)分析。目前二十三頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)通用動力學(xué)方程：假定為自由振動（忽略阻尼）：假定為諧運(yùn)動：這個(gè)方程的根是i，即特征值，i的范圍從1到自由度的數(shù)目，相應(yīng)的向量是{u}I，即特征向量。模態(tài)分析假定結(jié)構(gòu)是線性的(如,[M]和[K]保持為常數(shù))簡諧運(yùn)動方程u=u0cos(wt),其中w為自振圓周頻率(rad/s)

注意:目前二十四頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)特征值的平方根是wi，它是結(jié)構(gòu)的自然圓周頻率（弧度/秒），并可得出自然頻率fi=wi

/2p。特征向量{u}i表示振型，即假定結(jié)構(gòu)以頻率fi振動時(shí)的形狀。模態(tài)提取是用來描述特征值和特征向量計(jì)算的術(shù)語。目前二十五頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)模態(tài)分析的用途有預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析。例如旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片。循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)模態(tài)分析。允許對循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)行建模，而分析產(chǎn)生整個(gè)結(jié)構(gòu)的振型。ANSYS的模態(tài)分析都是線性分析。ANSYS中的模態(tài)提取方法：BlockLanzos（默認(rèn)）、子空間、PowerDynamics、縮減法、非對稱法、阻尼法和QR阻尼法。后兩種允許結(jié)構(gòu)中包含阻尼。目前二十六頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)模態(tài)分析的步驟建立幾何模型（Preprocessor）劃分網(wǎng)格（MeshTool）加載和求解（Solution）擴(kuò)展模態(tài)（ModeExpansion）查看結(jié)果和后處理（Postprocessor）目前二十七頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)建立模型定義工作文件名（ChangeJobname）UtilityMenu>File>ChangeJobname指定分析標(biāo)題（ChangeTitle）UtilityMenu>File>ChangeTitle前處理器/PREP7，MainMenu>Preprocessor選擇單元類型設(shè)置單元實(shí)常數(shù)定義材料屬性創(chuàng)建幾何模型目前二十八頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)ChangeJobname…Enternewjobname：輸入文件名Newloganderrorfiles？復(fù)選框打上鉤目前二十九頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)ChangeTitle…在工作區(qū)右下角顯示標(biāo)題不能輸入中文UtilityMenu>Plot>Replot目前三十頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)設(shè)置單元類型13目前三十一頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)設(shè)置單元選項(xiàng)注意：不是所有的單元都能設(shè)置單元選項(xiàng)！目前三十二頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)定義單元的實(shí)常數(shù)目前三十三頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)定義材料屬性目前三十四頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)加載及求解進(jìn)入ANSYS求解器/SOLUMainMenu>Solution指定分析類型和分析選項(xiàng)定義主自由度僅適用于Reduced模態(tài)提取法在模型上施加載荷指定載荷步選項(xiàng)開始求解計(jì)算退出SOLUTIONMainMenu>Finish目前三十五頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)建模注意事項(xiàng)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，則作為線性處理。例如，包含接觸單元，系統(tǒng)取其初始狀態(tài)的剛度值并且不再改變。必須指定楊氏模量EX和密度DENS，材料性質(zhì)可以是線性、各向同性和不隨溫度變化的。非線性的特性將被忽略。目前三十六頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)模態(tài)分析的選項(xiàng)新的分析類型模態(tài)分析模態(tài)提取方法模態(tài)提取的階數(shù)模態(tài)擴(kuò)展的階數(shù)質(zhì)量矩陣歸一化預(yù)應(yīng)力效果計(jì)算下面將詳細(xì)介紹各個(gè)選項(xiàng)的使用！目前三十七頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)選擇新的分析目前三十八頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)模態(tài)提取方法分塊蘭索斯法，大型對稱特征值問題，較快子空間法，大型對稱特征值問題適用非常大的模型，采用集中質(zhì)量矩陣減縮的系統(tǒng)矩陣求解，速度快，精度相對低非對稱系統(tǒng)矩陣問題，例如流固耦合阻尼不可忽略的問題減速的阻尼矩陣計(jì)算復(fù)雜阻尼問題，更高效除Reduced方法外，所有的模態(tài)提取方法都要設(shè)置階數(shù)。目前三十九頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)分塊Lanczos方法默認(rèn)方法，適用于大多數(shù)場合；是一種功能強(qiáng)大的方法，當(dāng)提取中型到大型模型（50000~100000個(gè)自由度）的大量振型時(shí)（>40），這種方法很有效；經(jīng)常應(yīng)用在具有實(shí)體單元或殼單元的模型中；在具有或沒有初始截?cái)帱c(diǎn)時(shí)同樣有效。（允許提取高于某個(gè)給定頻率的振型）；可以很好地處理剛體振型；需要較高的內(nèi)存。目前四十頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)子空間方法比較適合于提取類似中型到大型模型的較少的振型（<40）；需要相對較少的內(nèi)存；實(shí)體單元和殼單元應(yīng)當(dāng)具有較好的單元形狀；在具有剛體振型時(shí)可能會出現(xiàn)不收斂的問題；建議在具有約束方程時(shí)不要用此方法。目前四十一頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)PowerDynamics方法PowerDynamics法適用于提取很大的模型（100000個(gè)自由度以上）的較少振型（<20）。這種方法明顯比BlockLanczos法或子空間法快，但是：需要很大的內(nèi)存；當(dāng)單元形狀不好或出現(xiàn)病態(tài)矩陣時(shí)，用這種方法可能不收斂；建議只將這種方法作為對大模型的一種備用方法。目前四十二頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)縮減法它是所有方法中最快的；需要較少的內(nèi)存和硬盤空間；使用矩陣縮減法，即選擇一組主自由度來減小[K]和[M]的大??；縮減的剛度矩陣[K]是精確的，但縮減的質(zhì)量矩陣[M]是近似的，近似程度取決于主自由度的數(shù)目和位置；在結(jié)構(gòu)抵抗彎曲能力較弱時(shí)不推薦使用此方法，如細(xì)長的梁和薄殼。目前四十三頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)非對稱法適用于剛度和質(zhì)量矩陣為非對稱陣的問題，比如聲學(xué)中流體和結(jié)構(gòu)耦合作用問題。此方法可能會遺漏一些高頻端模態(tài)。目前四十四頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)阻尼法、QR阻尼法適用于阻尼不能被忽略的情況，例如軸承問題、轉(zhuǎn)子動力學(xué)問題。QR阻尼法比阻尼法要快，而且更有效率。它可以很好地求解大阻尼系統(tǒng)的模態(tài)，阻尼類型可以任意，無論是比例阻尼還是非比例阻尼。該方法的計(jì)算精度取決于提取的模態(tài)數(shù)，因此建議提取足夠多的模態(tài)，特別是阻尼較大的情況更應(yīng)該如此。目前四十五頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)指定提取模態(tài)數(shù)除縮減法外，所有模態(tài)提取方法都要填寫此項(xiàng)。在非對稱法和阻尼法中，要求計(jì)算出比所需更多的模態(tài)來，這樣減小了丟失模態(tài)的可能性，但是導(dǎo)致了更多的求解時(shí)間。目前四十六頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)其他選項(xiàng)建議：一般的模態(tài)分析問題選擇BlockLanczos方法后設(shè)定提取模態(tài)的階數(shù)和擴(kuò)展模態(tài)的階數(shù)，不要修改其他設(shè)置。>是否擴(kuò)展模態(tài)？>模態(tài)擴(kuò)展的階數(shù)>計(jì)算單元上的結(jié)果>推薦采用默認(rèn)的集中質(zhì)量矩陣形成方式>默認(rèn)系統(tǒng)處于無應(yīng)力狀態(tài)>節(jié)省內(nèi)存目前四十七頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)模態(tài)擴(kuò)展數(shù)在縮減法、阻尼法、非對稱法中，必須設(shè)置模態(tài)擴(kuò)展數(shù)。如果還希望查看除了變形以外單元求解的其他結(jié)果，不管選擇了什么模態(tài)提取方法，都需要打開“Calculateelemresults”選項(xiàng)。如果想為分塊Lanczos方法或子空間法提供標(biāo)準(zhǔn)化的模態(tài)形狀，也需要模態(tài)擴(kuò)展。目前四十八頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)集中質(zhì)量矩陣這個(gè)選項(xiàng)根據(jù)單元類型指定默認(rèn)的集中質(zhì)量矩陣的近似方式，建議使用默認(rèn)值。然而，在一些框架結(jié)構(gòu)中，比如細(xì)梁、非常薄的殼或者薄膜問題中，采用集中質(zhì)量矩陣將獲得更好的計(jì)算結(jié)果，并且使用集中質(zhì)量的近似可以加快計(jì)算速度，減少內(nèi)存占有量。目前四十九頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)預(yù)應(yīng)力效應(yīng)默認(rèn)情況下，ANSYS模態(tài)分析不包含預(yù)應(yīng)力，結(jié)構(gòu)在無初始應(yīng)力的情況下進(jìn)行模態(tài)分析?？紤]預(yù)應(yīng)力效應(yīng)時(shí)，單元文件中必須包括了已進(jìn)行的靜力分析或瞬態(tài)分析的結(jié)果；質(zhì)量矩陣形式必須和之前的分析一致。目前五十頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)其他模態(tài)分析選項(xiàng)縮減法上一步設(shè)置后的彈出對話框：起止頻率振型歸一化處理選項(xiàng)目前五十一頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)定義主自由度僅對Reduced模態(tài)提取法有效。主自由度Masterdegreesoffreedom：指反映結(jié)構(gòu)動力行為特點(diǎn)的重要自由度。目前五十二頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)選擇主自由度的基本原則MDOF的個(gè)數(shù)必須是想得到的模態(tài)數(shù)的2倍以上。把預(yù)計(jì)結(jié)構(gòu)或部件要振動的方向選為主自由度。在有相對較大質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量加相對較低剛度的位置選擇主自由度。如果最關(guān)心彎曲模態(tài)，可以忽略轉(zhuǎn)動和拉伸自由度。在施加力或者非零位移的位置選擇主自由度。對于對稱結(jié)構(gòu)的殼模型，選擇模型中的平行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。目前五十三頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)施加載荷模態(tài)分析中唯一有效的“載荷”是零位移約束。如果施加Force/Moment/Pressure等載荷，將被忽略。目前五十四頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)使用全模型進(jìn)行模態(tài)分析對稱邊界條件只產(chǎn)生對稱的振型，所以將會丟失一些振型。對稱邊界反對稱邊界完整模型目前五十五頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)開始求解MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS使用阻尼方法， 特征值和特征 向量都是復(fù)數(shù)

解。目前五十六頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)求解狀態(tài)目前五十七頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)加載步選項(xiàng)——阻尼選項(xiàng)質(zhì)量阻尼剛度阻尼材料阻尼比目前五十八頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)輸出固有頻率文件：Jobname.OUT固有振型文件：Jobname.MODE如果使用了阻尼法，特征值和特征向量都是復(fù)數(shù)。特征值的虛部代表了特征頻率，實(shí)部代表系統(tǒng)穩(wěn)定性的量度。正值表示穩(wěn)定。要進(jìn)行后處理，還需要對模態(tài)進(jìn)行擴(kuò)展。模態(tài)擴(kuò)展就是將振型寫入結(jié)果文件。目前五十九頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)擴(kuò)展模態(tài)的步驟進(jìn)入求解器MainMenu>Solution激活擴(kuò)展處理及相關(guān)選項(xiàng)指定載荷步選項(xiàng)開始擴(kuò)展處理重復(fù)2－4步退出求解器MainMenu>Finish注意：軟件默認(rèn)是不進(jìn)行模態(tài)擴(kuò)展。目前六十頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)激活擴(kuò)展模態(tài)目前六十一頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)擴(kuò)展模塊的選項(xiàng)指定要擴(kuò)展的模態(tài)數(shù)或指定一個(gè)頻率范圍相對應(yīng)力計(jì)算開關(guān)目前六十二頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)打印輸出選項(xiàng)把結(jié)果數(shù)據(jù)（振型、應(yīng)力、力等）包含到Jobname.OUT中。目前六十三頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)數(shù)據(jù)庫和結(jié)果文件輸出選項(xiàng)控制Jobname.rst文件中的數(shù)據(jù)。選擇None或者Everysubstep目前六十四頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)開始模態(tài)擴(kuò)展計(jì)算Solution>Solve>CurrentLS這里將模態(tài)擴(kuò)展作為單獨(dú)一個(gè)求解步進(jìn)行計(jì)算，然而，如果在模態(tài)提取選項(xiàng)中選擇了模態(tài)擴(kuò)展選項(xiàng)的話，ANSYS將在模態(tài)提取時(shí)，不僅求出特征值和特征向量，還會同時(shí)求解擴(kuò)展指定的振型。如果還要擴(kuò)展更多模態(tài)，重復(fù)前面步驟。目前六十五頁\總數(shù)七十四頁\編于十點(diǎn)查看結(jié)果和后處理讀入載荷步數(shù)據(jù)MainMenu>GeneralPostproc>R