abaqus模態分析實例的案例
【ABAQUS模態動力學】Composite&abaqus 預應力模態分析&輸出單元剛度矩陣
參考
連接器振動脫落_abaqus重啟動分析_顯式隱式切換_插拔力預應力模態_TeeSim天深科技
Abaqus預應力模態分析 附Abaqus 分析用戶手冊材料卷下載- 技術鄰
Natural frequency extraction - SIMULIA 用戶幫助 2020 User guide
《結構動力學》
振動理論及工程應用_天津大學_中國大學MOOC(慕課)
Eigenvalue extraction - SIMULIA 用戶幫助 2020 Theory
1. 什么是模態分析？
模態分析是指求解多自由度系統的模態振型及振動頻率的過程。模態分析可簡單地分為自由模態分析和約束模態分析。
自由模態分析：不加任何約束，進行求解（會出現前六階0模態）
約束模態分析：施加完整的約束，模型不會出現剛體模態 還可以分類為：
預應力模態（典型例子：吉他琴弦）
干模態分析(空氣中)
濕模態分析（流體耦合作用不可忽略）
2. 單自由度系統振幅和固有頻率的求解
模態分析的本質上是求解一定條件下的結構動力學方程。
展開 航空發動機風扇轉子模態分析實例
1摘要：
采用三維軟件對航空發動機風扇轉子系統進行實體建模，模型導入 ANSYS Workbench 中進行有預應力的模態分析。提取了前6階固有頻率及模態振型進行了分析和處理，發現了模態振型的順序和規律；研究了與之相對應轉子系統的坎貝爾圖，結合發動機的工作轉速和振動安全裕度，比較風扇轉子工作轉速與臨界轉速，進行共振風險分析。
2引言：
隨著航空發動機涵道比和推重比的不斷加強，風扇轉子的質量在整個發動機中所占比例也越來越大。任何的質量不均勻和葉片失效事件都會造成風扇轉子不平衡轉動，轉子系統一旦產生重大的結構載荷和振動，將嚴重影響航空發動機的安全性和可靠性。在工作轉速范圍內，臨界轉速應當偏離工作轉速，盡量避免轉子在受到某種激勵之后產生的共振給轉子帶來的嚴重損壞。轉子系統的各階固有頻率和振型是承受動態載荷結構設計中的重要參數。模態分析可以預估這些參數，得到的計算仿真數據可以為風扇轉子系統振動安全裕度的計算提供理論依據。
本文基于工業上廣泛使用的制圖軟件 SolidWorks對航空發動機風扇轉子系統（包含一個輪 盤和一個主軸的裝配體）進行三維實體建模，并導入ANSYS Workbench中進行有預應力（即離心預應力效應、陀螺力矩效應以及旋轉軟化效應）的模態分析，得到其固有頻率和振型，其結果可為轉子的動態設計提供參考，對改善轉子的動態特性具有重要意義。
3案例描述：
現有一款航空發動機風扇轉子在一系列的轉速條件下運行，請在這些轉速工況下進行模態分析，求解每一種工況下的前6階模態振型和固有頻率，并且輸出坎貝爾圖得到轉子的臨界轉速。
4模型：
幾何模型如下圖所示，軸向有較多的圓角和倒角過渡，為達到較高的網格質量故采用切分處理（不同顏色代表不同零件）。
圖1 模型
圖2 模型正視圖
網格模型如下圖。
展開 Hypermesh與ABAQUS聯合的模態分析 附HyperMesh模態分析步驟下載
圖9 一階模態振型
圖10 二階模態振型
下載地址：HyperMesh模態分析步驟
一個包括建模\分網\外程序調用優化\動力分析\模態提取的大型斜拉橋梁分析實例
動力分析之模態分析
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考慮壩體-庫水相互作用的重力壩模態分析--對比分析ANSYS和ABAQUS重力壩流固耦合模態結果
ANSYS壩體-庫水有限元模型
ABAQUS壩體-庫水幾何模型及約束條件
（1）首先對比分析，ANSYS與ABAQUS混凝土重力壩空庫模態分析結果
（2）壩體-庫水流固耦合模型，模態分析結果對比
ANSYS與ABAQUS計算前12階模態對比分析結果
階數
ABA滿庫自振頻率/Hz
ANS滿庫自振頻率/Hz
ANSYS-ABAQUS誤差百分比
1
5.5487
5.5717
0.004145115
2
6.7567
6.7702
0.001998017
3
9.5858
9.6043
0.001929938
4
13.922
14.013
0.006536417
5
16.358
16.42
0.003790194
6
17.76
17.786
0.001463964
7
19.648
19.741
0.004733306
8
展開 【年終系列實例EX5】流體作用下彎曲管道濕模態分析
流體作用下彎曲管道濕模態分析
1 實例說明
濕模態分析實際上是在單向流固耦合計算基礎上進行的預應力模態分析。本例接案例4單向流固耦合計算（地址：http://forums.caenet.cn/showtopic-621848.aspx），開展彎曲管道在流體作用下振動模態分析。
2 干模態計算
先考慮干模態分析（不考慮流體在管道中的流動）。計算流場如圖1所示。去掉案例3中的流體計算，利用案例3中的固體計算網格。
圖 1模態計算
雙擊C5單元格進入模態分析模塊。點擊Modal節點下Analysis Settings子節點，在下方的屬性欄設置框中設置Max Models to Find為6，尋找模型的6階模態。如圖2所示。
圖 2設置模態階數
計算得到各階頻率如圖3所示。
圖 3各階頻率
3 濕模態計算
數據流程如圖4所示。
圖4濕模態數據流程
3.1 計算模型
鼠標雙擊D5單元格進入模態分析設置。
如圖5所示，點擊Static Structural，在下方屬性欄設置中選擇Large Deflection為On，開啟大變形設置，這樣才能在計算模態過程中考慮到力的作用。
圖 5開啟大變形
從圖6所示可以看出，軟件自動設置為預應力模態分析。
圖 6模型樹菜單
點擊Modal樹菜單下節點Analysis Settings，在屬性框中進行如圖7所示設置。
圖 7設置模態搜索參數
進行求解計算，計算結果如圖8所示，可以看到每一階的頻率。
圖 8模態計算結果
可以選擇所有的模態頻率，點擊右鍵，選擇菜單Create Mode Shape Results，如圖9所示查看各階振型。
展開 Abaqus預應力模態分析 附Abaqus 分析用戶手冊材料卷下載
預應力模態
模態分析是一個線性攝動分析，只能進行線性求解。在動力學方程中，其載荷矩陣和阻尼矩陣為0，特征值的提取只取決于剛度矩陣和質量矩陣。而結構在外載荷的作用下剛度矩陣會發生變化，也就間接影響了結構的固有頻率。而預應力狀態下，我們不清楚剛度矩陣的變化對模態頻率的影響時，便需要進行預應力模態分析。
Abaqus預應力模態求解
分析流程如下：第一步先進行非線性靜力學求解——第二步進行模態提取
需要注意的是第一步求解時必須打開幾何非線性，即NLGEOM = YES 否則第一步求解完成后剛度矩陣不會改變，模態頻率也就不會發生變化。第二步模態求解無需設置PERTURBATION（線性攝動）或幾何非線性，軟件默認在開啟幾何非線性的后續分析步中繼續保持。
另外，第一步非線性靜力求解的材料非線性，接觸等都會對結構的剛度矩陣產生影響，進而改變模態頻率。材料如果進入塑性，相應的切向模量會降低，進而導致結構剛度矩陣變小。
靜力分析下接觸狀態的改變也會對剛度矩陣產生影響。Abaqus在進行預應力模態分析時對接觸的處理如下：第一步進行非線性接觸分析，軟件會把第一步分析結果的接觸區域作為第二步模態分析的作用區域，而第一步分析結果的接觸面分開區域不予考慮。需要注意的是，在進行第二步模態分析時，接觸區域并不是簡單的直接轉變為Tie處理，而是通過附加接觸剛度來進行求解。
Abaqus重啟動設置
重啟動分析方式是一種很便捷的模式。比如，我們需要算在預應力狀態下的模態，振動，沖擊等等一系列工況，而如果不進行重啟動分析，則每個分析工況下都需要重新計算預應力工況，對于大模型，嚴重影響計算效率；而進行重啟動設置后，預應力工況只需計算一次。
展開 基于Hyperworks+Abaqus控制臂模態分析/自重分析 ￥20
本案例是基于hyperworks/abaqus汽車控制臂模態分析/自重分析，重點在于說明如何在hyperworks/abaqus中完成前處理（部件建立、網格劃分、材料創建、屬性定義、模態分析設置、約束設置、重力場設置、ABAQUS中質量點添加等），接著導出inp模型文件并在abaqus中進行求解計算，abaqus只是扮演一個求解器的角色，hyperview中進行后處理。
模態分析結果動圖
重力場施加分析結果動圖（含質量點）
本案例模型文件前處理全部在hyperworks的abaqus模塊中完成，要查看前處理具體如何設置，只需要在hyperworks的abaqus操作界面，導入inp模型便可查看。模型文件見附件，凡購買本案例的朋友在操作上有什么疑問，可以一起討論交流。
展開 ANSA_ABAQUS聯合分析—模態分析 ￥2
ANSA_ABAQUS聯合分析—模態分析
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有具體詳細步驟
ABAQUS的直齒圓柱齒輪模態有限元分析 附ABAQUS有限元分析常見問題解答下載
本文運用SolidWorks 三維建模軟件建立齒輪建模，并運用ABAQUS和振動分析理論對模型進行模態分析，用Lanczos算法提取固有頻率，得到齒輪的模態和振型，為優化齒輪的結構設計提供支持。
本文以ABAQUS有限元分析軟件為平臺, 對齒輪進行模態分析, 提取了前6階固有頻率與振型, 通過不同材料和腹板倒角的齒輪選擇，對固有頻率與振型變化趨勢的分析, 為齒輪的結構設計和優化及提供了設計依據, 同時為進一步的動力學分析奠定了基礎。
模態分析的基本理論
1
1.基本理論
模態是機械結構的固有振動特性, 指結構在各頻率下的動態響應, 一個系統的動態響應是其若干階模態振型的綜合。
展開 代做 ABAQUS 響應譜分析 隨機響應分析，模態分析
研三力學專業，項目經驗豐富，滿意后付全款。
Abaqus子結構與子模型分析技術 附ABAQUS結構工程分析及實例詳解文檔下載
多圖層顯示計算結果
同一圖層顯示整體模型和子模型來檢查驅動邊界
子模型位移云圖和螺栓應力
子模型支持多層級分析，即一個子模型可以作為后續子模型的整體模型來使用，所以這個技術在跨尺度分析中也會用到；另外，我們知道，因邊界條件的不確定性導致的誤差是有限元分析里最主要的、最難搞定的一類誤差，而子模型由于具有邊界驅動的優勢，也常出現在高精度有限元仿真中，用來克服邊界誤差。
03
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二者主要區別
通過這兩個案例，我們已經可以非常直觀地感受到子結構和子模型這兩種方法的不同之處與各自的使用場景。總結地說，二者主要區別就相當于，子結構是把整體模型中的同類區域進行打包封裝；而子模型是用放大鏡對整體結構的某一位置進行Zoom in操作。前者著眼于局部以求整體響應，后者著眼于整體以求局部響應。
下載地址：ABAQUS結構工程分析及實例詳解文檔
展開 abaqus模態分析-使用hypermesh
公式中包含質量矩陣，如下：
2.分析步
frequency
勾選 perturbation
求解算法選擇 lanczos
定義輸出模態階數
輸出：
默認即可
3.邊界條件
無、
二，查看結果
模態分析通常用來獲得線性結構的一些振動特征：
固有頻率
模態振型
振型的參與系數
有效質量
模態分析是所有結構動力學分析的基礎，使結構避免發生共振。
dat文件查看固有頻率：
自由模態計算得到的前6階結果都是0，因為結構全部釋放邊界其在這幾個自由度上面屬于整體的剛性運動，所以結果與實驗對標需要拋去前6階為0的模態，從第7階開始。
展開 ABAQUS軸承模態分析
ABAQUS軸承模態分析
ABAQUS 建筑結構動力彈塑性時程分析、靜力彈塑性Pushover分析、模態分析
ABAQUS軟件
建筑結構動力彈塑性時程分析、靜力彈塑性Pushover分析、模態分析
剪力墻擬靜力加載
建模及結構后處理
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