葉片設計對于旋轉機械的運行起著重要的作用。如在渦輪整機運行期中，隨著渦輪機轉速的增加，離心力也會增加，有時運轉環境是高溫，在這種高壓高溫的工況下，渦輪機葉片的設計就格外重要。

對于旋轉設備，除了必要的動靜平衡要求，有限元仿真方法還可以對葉片的振動和強度進行分析，還可以通過模態分析來了解葉片的振動與動態運行特性。

通用有限元軟件WELSIM就提供了模態分析功能。只需要簡單的設置，用戶可以方便、快速、準確的得到結構件的固有頻率和振型。下面我們以渦輪機葉片為例，看看如何對其進行模態分析。 

打開WELSIM軟件后。首先設置材料屬性。添加一個材料節點，并命名為myMat，設定楊氏模量為9.7e7 kg/(mm s2)，泊松比0.3，質量密度4.72e-6 kg/mm3。這是一個鈦合金的材料。 

設置分析類型，在FEM項目節點屬性中，設置分析類型為模態（Modal）。 

通過導入STEP文件來建立一個轉子的模型。并賦予myMat材料屬性。如圖所示： 

在網格設置中，選用高階（Quadratic）單元和高密度（Very Fine）網格。共生成了483,163個節點，281,050個Tet10單元。

 

對于沒有約束的三維結構，前6階的固有頻率為零。為了解實際工況下葉片的固有頻率和振型，在葉片與轉子連接處添加約束。如圖所示，

點擊求解按鈕。系統默認是計算前6階模態，所以我們添加6個變型結果節點，來分別查看振型。

一階振型，固有頻率為2286.3Hz。 

二階振型，固有頻率為3201Hz。

三階振型，固有頻率為5206.1Hz。

四階振型，固有頻率為5744Hz。

五階振型，固有頻率為6784.4Hz。

六階振型，固有頻率為8213.2Hz。

值得注意是，這里的變形結果數值并不是真實變形，只是一個相對參考值。右側的表格和底部的曲線窗口也給出了具體的固有頻率值。