1.     引言：

結構有限元軟件iSolver已發展到一定階段，現采用結構有限元軟件iSolver進行結構分析，iSolver可使用Abaqus作為前后處理工具，本文以橋梁結構的模態分析為例，將iSolver和Abaqus計算結果進行對比，計算實例采用《Abaqus Tutorial：Natural Frequency Extraction of a Bridge》中的經典案例“橋梁結構的模態分析”，比對兩種有限元軟件的計算結果。之前采用線彈性實體單元提取了拱橋的模態。這次采用非線性的彈塑性材料，分別用殼單元模擬橋面，用梁單元模擬支柱，提取橋梁模態。

2.     建模：

下面以一個橋梁為例，對其進行模態分析，分析其固有頻率和振型模態，對拱橋的設計具有重要意義。在計算過程中，采用國際單位制：長度（米，m）、質量（千克，kg）、力（牛頓，N）、應力（帕，Pa）、時間（秒，s），橋模型如圖所示。

圖1 橋梁有限元模型

操作：

模型為密度=8000kg/m、彈性模量E=210×10^9Pa，泊松比v=0.3的彈塑性各向同性材料。橋面采用殼單元模擬，支柱采用梁單元模擬，需定義梁截面方向。設定好材料參數后，建立分析步，求解前10階固有頻率和振型。

圖2 材料參數

圖3 分析步

創建邊界條件，約束橋梁底部的6個自由度。

圖4 設置邊界條件

劃分網格，網格數量為272。

分別采用Abaqus和iSolver求解器進行計算。

3.     結果對比

1)  頻率

對比兩者的計算結果。以下是前10階固有頻率的對比。

圖6  Abaqus前10階固有頻率

圖7  iSolver前10階固有頻率

頻率對比總表如下：

序號	Abaqus	iSolver
1.	1.2658	1.26579
2.	1.2959	1.29591
3.	1.8913	1.89028
4.	2.0245	2.02452
5.	5.2949	5.2949
6.	6.3249	6.32486
7.	6.8704	6.87038
8.	7.3028	7.3028
9.	12.276	12.2764
10.	13.273	13.273

2) 模態振型

一階振型的對比：

Abaqus

iSolver

圖8  Abaqus和iSolver計算的一階振型對比

 

二階振型：

Abaqus

iSolver

圖9  Abaqus和iSolver計算的二階振型對比

 

三階振型：

Abaqus

iSolver

圖10  Abaqus和iSolver計算的三階振型對比

4.     結果對比總表如下

模態號	頻率-   ABAQUS	頻率-   iSolver	位移-   ABAQUS	位移-   iSolver
1	1.2658	1.26579	1.732E-03	1.732E-03
2	1.2959	1.29591	1.715E-03	1.715E-03
3	1.8913	1.89028	2.8625E-03	2.863E-03

由此可見，iSolver與Abaqus求解器計算的模態分析結果基本一致，固有頻率和振型計算結果吻合。

5.     iSolver免費下載

iSolver為免費軟件，且無license限制，最新版免費下載地址如下：

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/337351

6.     以往iSolver案例

第 1 篇： 橋梁的模態分析案例

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1308235

第2篇：標準緊湊拉伸(CT)試樣的彈塑性分析

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1311068

第3篇：理想彈塑性簡支梁三點彎曲

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1312567

第 4 篇： 鋼混 組合梁支梁三點 彎曲

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1314142

第 5 篇： 龍門架模態分析案例

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1787486

第 6 篇： 桁架 的躍越失穩

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1788519

第 7 篇： 內壓 罐分析 案例

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1789593

第 8 篇： 三角桁架結構分析

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1793131

第 9 篇： 上承式公路拱橋

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1791578

第 10 篇： 單自由度振動隱式動力學

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1796589

第 1 1 篇： 電連接器端子變形分析

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1802796

第 1 2 篇： 無鉸拱的幾何非線性分析

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1805030

第 1 3 篇： 支架變形分析

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1808197

第 14 篇： 有缺口工字梁四點彎曲

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1813708

第 15 篇： 空間站太陽翼桅桿模態分析案例

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1819421

第 1 6 篇： 三維剛性壁面圓管聲模態計算

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1821735

第 17 篇： 波紋鋼腹板簡支梁受彎分析

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1824652

第 18 篇： 一端開放圓管空氣 聲腔聲 模態分析

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1830523

第 1 9 篇： 開口鋼管樁的單軸壓縮試驗

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1836426

第 20 篇： 地基中波的傳播特性

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1842480

第21篇：自主化圓柱建模及靜力分析

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1845836

第 22 篇： 鋁制易拉罐的單向壓縮試驗

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1846655

第23篇：鏤空鋼板的承壓測驗

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1850649

第24篇：球面網殼模態分析

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1849299

第25篇：假肢腳踝受沖擊荷載

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1852457

第26篇：歐拉梁單元彎矩計算

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1856479

第27篇：樁靴的承壓測驗

http://www.yqgqt.org.cn/content/post /1859305

第28篇：吸力桶的力學性能測試

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1862342