線性攝動模態分析
關注創建者：博集華仿 創建時間：2019-09-16
線性攝動模態分析的視頻教程
Workbench零件約束模態分析——AnsysWorkbench模態分析
通過本課程，你能夠： 掌握模態分析基本理論，以及模態分析的結果如何指導工程實際； 掌握單零件體的約束模態分析流程； 熟練的掌握一種模型導入方法，該方法不通過中間格式，如stp，igs等； 本課程不是通過已經做好的實例進行講解，而是直接從建模到最后分析結果直接操作，整個的模態分析的操作過程。以及在操作過程中遇到的問題及時的進行講解和分析。
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線性攝動模態分析的實例教程
5、 采用QRDAMP或者UNSYM特征值求解器進行復模態分析
5.3 完全非線性攝動模態分析
完全非線性攝動模態分析是解決制動嘯叫的最精確方法，此方法在兩次靜態分析中均采用牛頓-拉普斯迭代，分析通用流程：
1、 進行一次非線性、大變形的靜力分析（NLGEOM,ON），采用非對稱牛頓-拉普斯方法（NROPT,UNSYM）,為線性攝動分析設置重啟動點（RESCONTROL）
2、 進行第二次完全靜態分析，生成滑動接觸（CMROTATE），形成非對稱剛度矩陣。
3、 從想要的載荷步和載荷子部上重啟動先前的靜態分析，進行第一次攝動分析同時保存.ldhi,.rnnn,.rst文件（ANTYPE,STATIC,RESTART,,,PERTURB）.
4、 初始化模態線性攝動分析（PERTURB,MODAL），在線性攝動分析的第一個階段最后，重新生成剛度矩陣。
5、 采用QRDAMP或者UNSYM特征值求解器進行復模態分析
6 結果小結
展開 摘要：筆者在技術帖workbench模態分析詳解（07）中，詳細討論了線性攝動模態分析。本文基于筆者的現實中項目，由于保密原因，將模型做了簡化處理。本例進一步證明了線性攝動模態分析的實際應用價值。
00 項目描述
某轉子結構如圖所示，原設計軸套和軸為間隙配合；
現為了提高軸的扭轉頻率，將軸套改為過盈配合（緊配），請通過仿真手段預估，緊配軸套后扭轉頻率能提多少。過盈裝配是接觸非線性，所以這是一個線性攝動模態分析問題。
01 無軸套模態分析
原設計為軸套間隙配合，等效于無軸套，進行模態分析；
扭轉頻率為1011Hz；
02 綁定軸套模態分析
將軸套緊配簡化為和軸綁定，進行模態分析；
扭轉頻率由1011Hz，增加為1148.9Hz，提高了137.9Hz，這是上限，現實中增加的頻率肯定低于該值。
03 非線性靜力學分析
關鍵設置；
應力結果；
徑向位移結果；
接觸面壓力；
穿透（基本為0）
04 線性攝動模態分析
接觸狀態0.1s，模態分析；
接觸狀態0.2s，模態分析；
接觸狀態0.3s，模態分析；
接觸狀態0.4s，模態分析；
接觸狀態0.5s，模態分析；
接觸狀態0.6s，模態分析；
接觸狀態0.7s，模態分析；
接觸狀態0.8s，模態分析；
接觸狀態0.9s，模態分析；
接觸狀態1.0s，模態分析；
05 結論和源文件見：收費內容
展開 摘要：在workbench14版本之后，預應力模態分析的靜力分析部分在只能進行線性分析的基礎上，又增設了非線性分析功能。預應力模態分析改稱為線性攝動模態分析。在線性攝動模態分析中，靜力分析環節可以是線性分析，也可以是非線性分析，但模態分析環節總是線性分析。由于結構非線性靜力分析本身就是一個重點和難點，所以本文先集中講解非線性靜力分析環節，為后續模態分析做準備。
00 靜力分析非線性的類型
材料非線性（結構材料是非線性材料，需要在workbench中指定非線性材料）；
幾何非線性（大變形，大轉角，大應變，需要打開workbench的large deflection）；
接觸非線性（接觸關系為摩擦frictional，粗糙rough，無摩擦frictionless）；
01 非線性靜力分析實例
幾何模型；
劃分網格，詳細設置見源文件；
邊界條件；
02 材料非線性
橢圓鋼片為非線性不銹鋼材料；
矩形鋼片為Q235線性材料；
03 幾何非線性
04 摩擦非線性
05 靜力分析求解結果
位移；
摩擦應力；
非線性靜力分析結束后，就可以提取任何時間的摩擦狀態，進行后續的模態分析。
展開 摘要：在筆者技術貼workbench模態分析詳解（06）中，詳細論述了非線性靜力分析。本文在此基礎上，提取不同時刻的接觸狀態，進行模態分析，分析表明，不同接觸狀態下 ，模態分析結果是不一樣的。這恰恰證明了線性攝動模態分析的必要性。
00 分析流程
靜力分析的關鍵設置
01 提取0.1s時刻的接觸狀態，進行模態分析
02 提取0.4s時刻的接觸狀態，進行模態分析
03 提取1s時刻的接觸狀態，進行模態分析
04 總結
接觸狀態不同，相似振型（振型相似，但不完全一致，因為不同接觸狀態，結構變形不一樣）下，模態頻率差別較為明顯。
模型源文件見：收費內容
展開 上一篇文章 制動器嘯叫分析(1) 只講了第一種方法，而且沒有寫出如何使用Workbench計算。這一次我們就把這個案例剩下的兩種方法以及Workbench的實現講完。
APDL Showcase講解相關文章鏈接見文末。
三種方法分別是：
1）線性非預應力模態分析 linear non-prestressed modal；
2）部分非線性攝動模態分析 partial nonlinear perturbed modal；
3）全非線性攝動模態分析 full nonlinear perturbed modal。
這三種計算方法，第一種是不加預應力做的非對稱模態分析，另外兩種都是預應力下的攝動模態分析。
下面簡單介紹一下什么是攝動分析。就不另外開文章講了：
線性攝動分析是一種線性分析技術，它可以基于攝動分析步之前非線性的分析結果，從非線性分析的某一個位置開始，使用當前的切線剛度矩陣繼續進行線性的分析。
下面這張圖是超彈性材料在做線性攝動分析時使用的當前狀態的切線剛度示意圖。
從圖中可以看到，攝動分析的含義就是，在你前面做完一部分可能是非線性的分析以后，不再考慮任何非線性效應（包括大變形、材料非線性和接觸關系的變化）而基于當前基態分析狀態做一個線性分析出來。
總的來說就是，非線性分析做到一半，把當前的切線剛度陣[K]拿出來放在那不改了，做個線性分析。
對于靜力分析來說，我暫時還不太清楚這種分析方法能有什么用。畢竟牛頓-拉弗森迭代直接做非線性分析就好了嘛。但對于其他分析類型，就比如這次案例中的預應力模態分析來說，攝動分析方法就有用了。在Abaqus的幫助文檔里，還更詳細的介紹了線性攝動分析步的細節。
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線性攝動模態分析的相關專題、標簽、搜索
線性攝動模態分析的最新內容
本文展示了環肋圓柱體的非線性屈曲分析模擬。該問題說明了如何進行線性特征值屈曲分析，以便為數值模型引入初始缺陷。之所以需要引入幾何缺陷，是因為對于完美對稱的問題，數值上不會出現非對稱屈曲。
目標
熟悉線性特征值屈曲分析
熟悉非線性屈曲分析
步驟
靜力結構分析
1、創建一個靜力結構分析系統。
2、定義鋁合金材料。該鋁材的楊氏模量為71000MPa，泊松比為
模態分析介紹與案例（附帶完整建模及前后處理命令流）。模態分析的本質就是研究系統的自由振動特性，確定一個結構的固有頻率和振型。而固有頻率和振型是承受動態載荷結構設計的重要參數，所以，模態分可以作為其它動力學分析問題的起點。ansys的模態分析是線性分析，任何非線性特性，例如塑性，接觸單元等，即使定義了也將被忽略。
?它的主要用途：
（1）避免共振或使結構以特定頻率進行振動(例如橋梁設計)，
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習引擎蓋三維模型的處理
2、學習模態分析步的建立
3、學習模態分析的邊界條件的施加
4、學習模態分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench引擎蓋模態分析
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01/簡介
隨著集成電路制程向3nm及以下先進節點演進，光刻成像系統中的光學衍射、掩模三維效應與光致抗蝕劑非線性響應相互疊加，使光源-掩模協同優化（SMO）成為保障圖形保真度與芯片良率的核心技術。傳統線性壓縮感知（CS）驅動的SMO技術，因難以精準刻畫掩模與成像之間的強非線性映射關系，在復雜圖形優化中常面臨精度不足、工藝窗口收縮等問題
針對傳統商業有限元在處理變剛度復合材料（VSCL）與變厚度幾何時存在的網格畸變、計算耗時長、非線性極易發散等痛點，本人開發了一套基于 MATLAB 的高階半解析氣動彈性求解器。
本求解器直接基于連續介質力學方程進行離散，可實現復合材料板殼/懸臂翼面的極速參數掃描與深區非線性分岔追蹤。現分享部分計算結果，并承接相關復雜工況的定制計算與數據圖表輸出。
一、 核心理論框架
結構本構
<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
在工業4.0與智能制造轉型的關鍵時期，MARC系列作為全球領先的高級非線性有限元分析平臺，已成為企業實現研發數字化、提升產品競爭力的核心技術工具。本文將全面解析MARC的核心功能、技術優勢及其在高端制造、新能源、醫療器械等領域的深度應用，為您展現如何通過先進的仿真技術降低研發成本、縮短產品上市周期。
一、MARC產品核心技術優勢
1. 全面的非線性分析能力
MARC提供業內領先的非線性求解技術
案例描述
在電子產品的振動與可靠性設計中，PCB 的模態分析至關重要。它用于確定電路板的固有頻率和振型，從而預測其在動態載荷下是否會發生共振，導致焊點失效、元件開裂或信號異常。本次將使用一塊電路板的模型來演示電路板的自然頻率/模態的提取過程，通過這一標準流程，可以明確識別出板上的脆弱區域，并為優化布局、增加剛度或規避外部激勵頻率提供定量的工程依據。
分析目標
本案例旨在通過規范的有限元分析流程
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）
基于模態分析的剎車盤嘯叫仿真6個月前
[圖片]
