模態綜合法
關注創建者：砥力 創建時間：2019-07-11
模態綜合法的視頻教程
ANSYS模態綜合法建模教程6講
3 ANSYS模態綜合法建模2—子結構1的建立 4 ANSYS模態綜合法建模3-剩余子結構的建立 5 ANSYS模態綜合法建模4-超單元模型提取模態頻率 6 ANSYS模態綜合法建模5-剛度矩陣及質量矩陣提取 注：本課程提供免費試看，訂閱用戶贈送ANSYS
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車橋耦合批量建模關鍵技術及（車輛-橋梁）快速計算參數講解
他的計算方法是采用固定界面模態綜合法，建立多剛體車輛-有限元橋梁的精細化三維有限元模型。 車輛為剛體系統，橋梁為離散有限單元，這個方法能將車輛、橋梁及橋下部分（橋面鋪裝、橋梁、支座、橋 墩、土體等）統一在一個軟件界面中聯合仿真。 通過與有限元整體建模分析法進行比較，驗證了聯合仿真法的準確度 固定界面的模態綜合法的本質就是能夠明顯地減少模型的自由度數目，同時可以反映橋梁的動力學響應。
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模態測試與分析；力錘和激勵器法
模態測試與分析；力錘和激勵器法 適用人群：從事模態測試與分析的技術和管理人員、從事結構動力學分析與仿真的技術和管理人員等 模態測試與分析；力錘和激勵器法【已結束】 直播時間：2021-04-20 14:00 培訓內容 · 試驗模態分析總覽 · 如何進行力錘法和激振器法模態試驗 · 激勵技術
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模態綜合法的實例教程
求解方法采用固定界面模態綜合法。
四. 結論
本文介紹了ANSYS模態綜合法的理論和基本過程。然后對實體平面結構和框架結構都采用總體有限元方法和模態綜合法分別進行計算。可以看出采用模態綜合法來計算結構的模態可以達到較高的計算精度。相對于總體有限元分析，計算大型復雜結構，模態綜合法具有很多優點：
1) 基于子結構技術，可以計算超大模型，計算精度高；
2) 可以節省大量的計算時間和計算機資源，提高效率；
3) 可以靈活修改大系統的子系統設計。修改了子系統的結構后，只需要計算修改的子系統，然后重新集合各個子系統。而無需對整體結構重新全部計算，減少計算時間。
因此，對于復雜大型結構，如飛機、車輛、船舶、高層建筑等結構，采用ANSYS模態綜合法來對結構進行模態分析，可以在精度和計算速度上得到較好的解決方案。
展開 通過兩個不同的音叉本體及相同的音叉把手子結構，講述了如何在Ansys Workbench中快速完成基于模態綜合法的動力學分析。2022 R1中的這個新功能比起傳統在經典界面下的操作，要方便很多，這為大規模動力學計算提供了更加便利快速的方法。
傳統有限元方法求解結構動力問題，面對復雜大型結構進行求解時，通常存在下列問題：網格數量大、計算時間長、高度依賴計算機資源。例如飛機、車輛、船舶、高層建筑、工程機械等結構通常模型規模宏大，為了獲取較準確模態參數，往往要求結構劃分較多單元，直接求解耗費大量資源，效率低下。
模態綜合法（Component Mode Synthesis）就是在這樣的背景下發展起來的一種縮減自由度方法。通過將復雜模型分解成若干個較簡單的子結構，對每個子結構分別進行模態分析，然后通過一定的模型組裝規則進行模態綜合。所謂綜合指的是將彼此分開獨立的結構組合成一個整體，綜合過程中需要滿足各個子結構間的兼容性和平衡約束條件。
Ansys中采用三步法處理模態綜合問題：1、超單元的生成(Generation pass)；2、超單元的使用(Use pass)；3、超單元的擴展(Expansion pass)。
以往在Ansys經典界面下，完成CMS三步法有著嚴格的操作步驟，其過程極其繁瑣。如今在Ansys Workbench 2022 R1中新增了Substructure Generation功能，我們可以通過Workbench便捷性的操作，快速完成基于模態綜合法的動力學分析。接下來我們以音叉結構自由模態分析為例，具體講述如何通過Workbench平臺建立模態綜合完成模態分析。
音叉結構分為兩部分，上部Y型結構為音叉本體，下部結構為把手（見圖1）。
展開 通過對懸臂梁進行模態分析及提取剛度矩陣及質量矩陣完整程序。
finish
/clear
/config,nres,20000
/prep7
ee=6.96e10
b=0.5
h=0.05
lcd=5
aa=b*h
iz=b*h*h*h/12
iy=h*b*b*b/12
et,1,beam4
r,1,aa,iz,iy,h,b
mp,ex,1,6.96e10
mp,dens,1,2730
mp,prxy,1,0.33
mp,alpx,1,1e-5
k,1
k,2,5
l,1,2
lesize,all,,,20
numoff,node,1
lmesh,all
!!!節點重新編號
n,22,5,0,0
nummrg,node,,,,high
finish
alls
/solu
dk,1,all
!模態分析
/SOL
ANTYPE,2
MODOPT,LANB,10
EQSLV,SPAR
MODOPT,LANB,20,0,99999999, ,OFF
SOLVE
finish
/post1
set,list
finish
!!!!創建子結構part1
/filnam,part1
/solu
antype,substr !分析類型 子結構
seopt,part1,2 !子結構一
!創建part1
nsel,s,node,,1,8
esln,r,1,all
cm,part1,elem
!創建interface
nsel,r,node,,8
cm,interface,node
展開 綜合上述，可得如下結論：
1.混合建模的方法在工程上有很高的應用價值，尤其在某些子結構很難通過有限元分析得到其動力學參數時，可以通過試驗模態分析獲得其模態參數；同時對一些復雜系統，混合建模的方法可以完成準確的系統級數學模型構建，給大型工程問題求解提供方法和思路。
2.自由界面的模態綜合法較之傳遞函數綜合法和固定界面的模態綜合法，工程師理解簡單，操作實施方便，但是分割界面時，應注意界面處的剛度不能很大。
3.文章根據系統級模態分析結果和模態疊加原理，提出的實施方案得到了試驗數據的驗證，因此對此型號叉車的方向盤振動設計具有指導作用。
展開 關鍵詞：Simulink；三軸運動平臺；模態綜合法；剛柔耦合；動態仿真；
三軸運動平臺作為精密制造、測試模擬與高端裝備的關鍵部件，其動態性能直接影響系統的定位精度與運行穩定性。多體動力學仿真方法通常將平臺視為純剛性體，忽略結構柔性在高速、高加速運動下引發的彈性變形與振動，導致仿真結果與實際效果之間存在顯著偏差，難以有效指導高精度設計與控制策略優化。針對上述問題，基于模態綜合法原理，在Simulink環境中構建三軸運動平臺的剛柔耦合動力學模型，旨在真實反映系統在運動過程中剛體位移與柔性變形之間的耦合效應，為平臺結構動態特性分析與優化提供可靠的仿真參考。
剛柔耦合動力學研究同時包含大范圍剛體運動與彈性變形相互作用的系統動力學問題。針對三軸運動平臺等多體系統，直接采用有限元法進行全柔性建模將導致自由度龐大、計算效率低下。模態綜合法通過剛柔判別準則選取對系統動態響應貢獻顯著的低階模態，將物理坐標轉換為模態坐標，從而有效降低系統自由度；隨后，將降階后的柔性體模型與剛性部件通過運動副連接，建立完整的剛柔耦合多體系統模型。該方法在保證計算精度的同時顯著提高了仿真效率，其基本流程如圖1所示。
圖1 基于模態綜合法的剛柔耦合建模流程
以圖2所示的三軸機械臂運動平臺為例，將其按照相對運動關系劃分為底座、懸臂、滑臺和工作軸部件，通過自由模態分析進行各部件剛柔耦合判別，將底座、懸臂和工作軸部件建模為柔性體，滑臺部件建模為剛性體。
圖2 三軸機械臂運動平臺模型圖
在此基礎上，采用模塊化建模方式在Simulink環境中構建三軸運動平臺的剛柔耦合仿真模型。
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模態綜合法通過剛柔判別準則選取對系統動態響應貢獻顯著的低階模態，將物理坐標轉換為模態坐標，從而有效降低系統自由度；隨后，將降階后的柔性體模型與剛性部件通過運動副連接，建立完整的剛柔耦合多體系統模型。該方法在保證計算精度的同時顯著提高了仿真效率，其基本流程如圖1所示。
<p>鋼筋采用link10單元，通過溫差法施加預應變</p><p>幾何模型</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com
摘要
可用于嚴格分析光柵效率。在VirtualLab Fusion中，可以設置光柵系統、執行嚴格的分析、并以不同的格式分析結果（例如光柵階次匯集、單值等）。與參數運行結合使用，可以在給定的參數空間上進行掃描，以研究指定結構在不同配置下的性能。
傅里葉模態法（FMM，也稱為RCWA）
FCE_EM.py
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直播內容聚焦
? 模態綜合法的介紹
? 剛柔耦合分析的多種解決方案
? 柔性體分布載荷的施加與應用
郭聰蕊
海克斯康多體動力學仿真專家
在航空航天等行業一維系統仿真、三維多體系統建模與應用領域具有八年工作經驗，主要負責系統仿真、多體動力學產品的售前、售后、培訓和咨詢項目實施等工作。
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郭聰蕊
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在航空航天等行業一維系統仿真、三維多體系統建模與應用領域具有八年工作經驗，主要負責系統仿真、多體動力學產品的售前、售后、培訓和咨詢項目實施等工作。
摘要
薄元近似(TEA)是傅里葉光學中廣泛應用的計算光柵衍射效率的方法。然而，我們也知道，對于較小的光柵周期，也就是當其更接近于光的波長時，近似變得不準確。在本例中，選擇了兩種類型的傳輸光柵來展示這種效果:正弦光柵和閃耀光柵。我們使用TEA和FMM(也稱為RWCA，這是嚴格的)來分析這種具有不同周期的光柵，通過比較結果，我們研究了兩種方法的表現
目前，兩種最常見的方法是：
? Lanczos 方法
? ACMS（自動部件模態綜合法）
Lanczos 方法僅進行必要的計算以找到所需要的根。它使用Sturm序列邏輯來確保找到所有模態。在提取相對較少的特征值時，Lanczos 的大部分計算時間都用于執行對稱分解，因此在提高計算效率的策略方面與MSC Nastran中的線性靜態分析幾乎相同。
Ansys針對這類工程問題提供模態綜合法（CMS）利用超單元，將非關鍵部件進行縮減計算。
本文根據查閱到的網絡資料，對超單元縮減計算如何在Ansys Workbench 中實現，進行了介紹。
示例：
工業設計產品需要模擬工作環境進行振動試驗，產品本身結構已經很復雜，再加上工裝往往是一個更大的結構。
