ansys基础模态分析教程

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学习ansys基础的模态分析,关系结构的网格划分技巧以及之后的任务。
ANSYS 模态分析 第一节:定义和目的 什么是模态分析? 模态分析是用来确定结构的振动特性的一种技术: 自然频率 振型 振型参与系数(即在特定方向上某个振型在多大程度上 参与了振动) 模态分析是所有动力学分析类型的最基础的内容 M2-3 ANSYS 模态分析 定义和目的(续上页) 模态分析的好处: 使结构设计避免共振或以特定频率进行振动(例如扬声器); 使工程师可以认识到结构对于不同类型的动力载荷是如何响 应的; 有助于在其它动力分析中估算求解控制参数(如时间步长) 建议:由于结构的振动特性决定结构对于各种动力载荷的响应情 况,所以在准备进行其它动力分析之前首先要进行模态分 析。 M2-4 ANSYS 模态分析 第二节:术语和概念 通用运动方程: M+a+[4={( 假定为自由振动并忽略阻尼: /+[={0 假定为谐运动: K|-2Ma}=0 这个方程的根是02,即特征值,i的范围从1到自由度的数目,相 应的向量是{u},即特征向量。 注意:·模态分析假定结构是线性的如,M]和[K保持为常数) 简谐运动方程u=us(t)其中0为自振圆周频率(弧度秒) M25 ANSYS 模态分析 术语和概念(续上页) 特征值的平方根是o,它是结构的自然圆周频率(弧度秒),并 可得出自然频率f=12 特征向量{uh表示振型,即假定结构以频率振动时的形状 模态提取是用来描述特征值和特征向量计算的术语 M2-6 ANSYS 模态分析-术语和概念 模态提取方法 在 ANSYS中有以下几种提取模态的方法: B| ock Lanczos法 子空间法 PowerDynamics法 缩减法 不对称法 阻尼法 使用何种模态提取方法主要取决于模型大小(相对于计算机的计算 能力而言)和具体的应用场合 M2-7 ANSYS 模态分析-术语和概念 模态提取方法B| ock Lanczos法 Block Lanczos法可以在大多数场合中使用: 是一种功能强大的方法,当提取中型到大型模型60000~ 100000个自由度)的大量振型时(40+),这种方法很有效; 经常应用在具有实体单元或壳单元的模型中; 在具有或没有初始截断点时同样有效。(允许提取高于某个给定频 率的振型); 可以很好地处理刚体振型; 需要较高的内存。 M2-8 ANSYS 模态分析-术语和概念 模态提取方法-子空间法 子空间法比较适合于提取类似中型到大型模型的较少的振型( <40) 需要相对较少的内存; 实体单元和壳单元应当具有较好的单元形状,要对任何关于 单元形状的警告信息予以注意; 在具有刚体振型时可能会出现收敛问题; 建议在具有约束方程时不要用此方法。 M2-9 ANSYS 模态分析-术语和概念 模态提取方法 PowerDynamics法 PowerDynamics法适用于提取很大的模型(10000自由度以上 )的较少振型(<20)。这种方法明显比 Block Lanczos法或子空 间法快,但是: 需要很大的内存; 当单元形状不好或出现病态矩阵时,用这种方法可能不收敛; 建议只将这种方法作为对大模型的一种备用方法 注: PowerDynamics方法 子空间技术使用 Power求解器(PCG)和一直质量矩阵; 不执行 Sturm序列检查(对于遗漏模态)它可能影响多个重复频率的 模型 一个包含刚体模态的模型,如果你使用 PowerDynamics方法,必须执 行 RIGID命令(或者在分析设置对话框中指定 RIGID设置)。 M2-10

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