【iSolver案例分享46】真空罐模態分析

1. 引言：

  iSolver為一個完全自主的面向工程應用的通用結構有限元軟件，對標Nastran、Ansys、Abaqus設計和實現，具備結構有限元常用分析類型和單元、材料、載荷等基礎算法組件，精度和Abaqus一致。本文以真空罐模態分析為例，演示iSolver的分析流程，并將iSolver和Abaqus計算結果進行對比。

2. 模型背景

真空罐使用的材料為鋼，彈性模量E＝200 GPa，油松比a＝0.3，使用單位量綱為mm、N、MPa。分析對象為軸對稱三維實體結構，內壓罐底部固支，內側壁面受20MPa的負壓載荷，為了減少計算量，采用四分之一模型進行模態分析。

內壓罐為軸對稱三維實體結構，內壓罐底部固支，內側壁面受20MPa的負壓載荷，為了減少計算量，采用四分之一模型進行模態分析。

3. 建模

創建幾何部件：

                                             

圖1 創建幾何

圖2 賦予材料屬性

定義輸出：

圖3 定義輸出

設置邊界條件及載荷：

圖4 設置邊界條件及載荷條件

采用C3D8R單元劃分網格：

圖5 劃分網格

采用iSolver求解器進行計算。

圖6 提交iSolver求解器計算

 

4. 結果對比

 

對比兩者的計算結果。以下是前5階固有頻率的對比。

一階振型的對比：

圖7  Abaqus和iSolver計算的一階振型對比（上: Abaqus，下：iSolve）

二階振型：

圖8  Abaqus和iSolver計算的二階振型對比（上: Abaqus，下：iSolve）

三階振型：

圖9  Abaqus和iSolver計算的三階振型對比（上: Abaqus，下：iSolve）

圖10  Abaqus和iSolver計算的四階振型對比（上: Abaqus，下：iSolve）

圖11  Abaqus和iSolver計算的五階振型對比（上: Abaqus，下：iSolve）

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。

從模型的振型圖可以看出，對于該結構，當其振動頻率達到其固有頻率時，其振幅遠遠超過其允許的位移量，這將導致結構的破壞。所以對于結構進行模態分析，分析其各的頻率和振型，可以在實際生產和應用中有效避免共振現象的出現，從而避免破壞。

5. 結果對比總表如下

由以上結果云圖分析可知，iSolver和ABAQUS兩個求解器對同一模型分析的結果同一性較好，模態振型一致，具體數值分析見下表。

	iSolver(E-5)	ABAQUS(E-5)
1階模態	1.8	1.8
2階模態	2.2	2.2
3階模態	7.7	7.7
4階模態	8.7	8.7
5階模態	11.4	11.4

 

6. 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

7. 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

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第 4 篇： 鋼混 組合梁支梁三點 彎曲

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第 5 篇： 龍門架模態分析案例

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第 6 篇： 桁架 的躍越失穩

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第 7 篇： 內壓 罐分析 案例

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第 8 篇： 三角桁架結構分析

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第 9 篇： 上承式公路拱橋

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第 10 篇： 單自由度振動隱式動力學

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第 11 篇： 電連接器端子變形分析

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第 12 篇： 無鉸拱的幾何非線性分析

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第 13 篇： 支架變形分析

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第 14 篇： 有缺口工字梁四點彎曲

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第 16 篇： 三維剛性壁面圓管聲模態計算

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第 17 篇： 波紋鋼腹板簡支梁受彎分析

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第 18 篇： 一端開放圓管空氣 聲腔聲 模態分析

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第 19 篇： 開口鋼管樁的單軸壓縮試驗

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第 20 篇： 地基中波的傳播特性

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第29篇：彈塑性鋼架橋梁的模態分析案例

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第31篇：軸承受力分析

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第32篇：帶柄板錨的力學性能測試

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第33篇：固土圓撐和加強筋構成的地基承載分析

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第38篇：海上樁的抗水平荷載測驗

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第42篇：塔架強度剛度建模分析

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第43篇：蜂窩芯子受壓剛度分析

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