abaqus模態識別的案例
設計仿真 | Actran聲源識別方法連載（二）：薄膜模態表面振動識別
上期文章我們介紹了基于振動測試結果反推結構載荷，點擊可查看《Actran聲源識別方法連載（一）：結構載荷識別》。這一期，我們將介紹第二種聲源識別方法：基于噪聲測試的薄膜模態表面振動識別方法。通過實際工作狀態下的聲音測量數據結合聲源結構表面的空氣薄膜模態，反推出各階薄膜模態的參與因子，從而了解聲源表面的真實振動情況。
圖 1 基于噪聲測試的表面振動識別（空氣薄膜模態方法）
01
薄膜模態的概念
針對機械結構（幾何域Ωs）的聲輻射問題，將其外部邊界記作Γs。此邊界與外部的聲學層（幾何域ΩL）相連，邊界ΓL與Γs重合。假設聲學層ΩL的厚度tL相對于聲波長來說很小（tL << λ），即可以用這種具有無限小厚度的區域來替代原有的流體物理域。而薄膜模態（Pellicular modes）的概念即為與這個薄膜域有關的聲學模態的集合。
圖 2 薄膜區域示意圖
Actran軟件當中的模態提取功能不僅可以針對實體結構或者有限體積的空氣域進行模態提取，也可提取任意結構表面的薄膜模態。
薄膜模態可以用來評估任何聲源的輻射聲場問題。首先需要創建一個輻射數據庫，計算麥克風與這些薄膜模態之間的傳遞函數；然后利用上述信息來解決聲源識別問題。例如評估產生噪聲場的聲源表面法向速度分布、重構任意位置麥克風的響應。
02
薄膜模態方法識別等效聲源的流程
輸入數據包括聲源表面網格以及聲源的噪聲測量數據。Actran程序的步驟如下：
1) 模態提取：基于聲源表面網格，進行薄膜模態提取，保存模態數據庫。
圖 3 變速箱表面的薄膜模態
2) 模態輻射傳函分析：逐個計算每個薄膜模態的聲輻射模式，獲得每個模態與各個麥克風之間的傳遞函數。
展開 模態識別講座帖
先介紹下模態在汽車分析中的重要性
在設計階段對汽車零部件的模態、強度和剛度進行準確的分析，是縮短產品開發時間的必要的步驟。
CAE分析為汽車零部件設計提供了先進手段,通過對汽車3D模型的有限元分析，可以找到在設計階段
的問題。整備車身模態頻率和振型直接反映車身的動態性能，特別是前幾階整車級模態頻率的高低
直接影響到其NVH性能，但是在某些模型中很難直接通過觀察模態振型動畫而準確識別出整車的一
階重要模態，這在項目原型車分析的定標工作中尤其重要，會直接影響到后期的項目規劃。
附上相關模態計算源代碼，請用NASTRAN計算后，在進行識別分析
biw_modal.rar
展開 車身模態識別方法介紹及示例
模態分析在汽車分析中的重要性簡介
車身的低階整車級模態特性對車輛振動、噪聲等各方面的性能有著重要的影響。
但是在某些模型中很難直接通過觀察模態振型動畫而準確識別出整車的一階重要
模態，這在項目原型車分析的定標工作中尤其重要，會直接影響到后期的項目規劃。
附件是本人在工作中根據個人經驗總結的車身模態識別的分析流程，和大家一起分享。
模態識別.rar
科研分享 | 單樁基礎海上風力發電機的模態阻尼識別
在穩定圖中，我們可以清楚地看到，0.35 Hz左右的主導模式得到了很好的識別，并形成了清晰的穩定線。該模態的阻尼比為1.05%。
【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。
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ABAQUS二次開發-參考點坐標自動識別，與更新坐標
abaqus Python批量自動識別螺栓加載螺栓預緊力
abaqus Python批量自動識別螺栓加載螺栓預緊力，代碼見下，能自動識別與默認XYZ坐標軸方向相同的螺栓，基于網格單元法向確定螺栓力加載方向，無需手動指定方向,自動建立Surface set。step1-bolt建立螺栓力，step2批量修改保持螺栓長度。
案例13 基于模態的振動響應（Abaqus計算模態）
之前在superxjw版主的第二課中介紹了如何利用VL計算基于模態的振動響應，但是有網友是采用Abaqus計算模態，然后用VL來計算后續的振動響應以及聲學響應，然后就詢問如何導入Abaqus的模態分析結果，因此，做了一個導入Abaqus的模態結果，然后進行振動響應計算的案例，給大家分享一下。
superxjw版主的視頻教程：
LMS Virtual.Lab 11聲學視頻教程 第二課 基于模態的振動響應計算
對于VL的接口方面：
VL11SL2和VL12都是支持到Abaqus 6.12
所以，喜歡追求新版本，使用Abaqus6.13的朋友們就得注意一下版本的問題了。
感謝阿偉在本人學習LMS Virtual.Lab過程中的幫助！
本例視頻及Abaqus模態計算結果文件下載地址：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=4100661600&uk=1728334102
LMS Virtual.Lab Acoustics 交流群 238339600
展開 Hypermesh與ABAQUS聯合的模態分析 附HyperMesh模態分析步驟下載
圖6 約束施加
7、載荷條件
模態為系統固有振動屬性，無法在對應分析步中設定載荷，如需考結構在某載荷作用下的振動屬性，可進行預應力模態分析。
最后單擊Load Steps下的Step1，將Output Blocks與Load Collectors與其對應，如圖8所示。
圖8 分析步設定修改
通過File->Export->Solver Deck進行模型導出。
ABAQUS部分
1、文件導入
進入ABAQUS中，通過File->import->Model進行inp文件導入。
2、檢查設定
通過各個模塊檢查設定，無誤，并創建作業提交求解。
3、后處理
得到的一階及二階模態振型如下。
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
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abaqus Python批量自動識別螺栓加載螺栓預緊力，自動修改第二分析步為固定螺栓長度_完整代碼下載見付費內容! 因上傳不支持.py換成.txt格式上傳，下載后只需改一下后綴名為.py。按照下圖操作即可。
使用python進行ABAQUS批處理，自動識別文件夾內的待處理inp文件 ￥10
筆者以前使用的是nastran求解器，最近剛開始接觸ABAQUS求解器，如有錯誤之處，希望各位大俠指教！
平時工作中，有時會接手好多項目，或者一個項目需要使用不同的參數進行分析，并且如果涉及非線性的分析會耗時很久，為了有效的利用時間，我決定下班的時間讓工作站自動計算，計算完成后工作站關機，并在此基礎上，構思了使用Python自動識別工作文件夾內的待計算inp文件然后順序提交求解。
程序描述：
獲取當前工作目錄后，創建用于存放結算結果的Result文件夾；
獲取當前文件夾的文件信息列表，并對該信息列表進行遍歷提交；
遍歷操作：如果這個文件是inp文件，則根據該文件提交ABAQUS求解，提取其文件名并將名字中的'.'替換為'-'（該替換是因為在使用CAE GUI提交的時候不允許有'.'，使用非ABAQUS前處理生成inp的時候文件名有可能會帶有ABAQUS提交計算時的非法字符）；
重新獲取當前文件夾的文件信息，并根據后綴類型進行保存或刪除，'.inp' '.sta' '.odb''.msg'被保存，其余的刪除，如果需要保存別的類型文件，就在類型判斷中添加即可；
工作站自動關機，如果不需要自動關機，那么可以將程序的最后兩行使用#進行注釋化或者刪除。
由于我并未選擇保留py文件，所以注意該程序的備份。
使用方法：
新建一個文件夾，將需要計算的inp文件與用于提交求解的py文件復制進去；
打開ABAQUS command，將當前工作目錄設置為1中建立的文件夾；
使用命令abaqu cae noGUI=python_BatchAbaqus.py進行求解。
展開 
HyperWorks-Abaqus二次開發之自動抽中面+自動分組+識別厚度+賦予厚度屬性
[圖片]
abaqus的線性陣列linear pattern用Python如何寫，在陣列，小數點后6位不識別
abaqus的線性陣列linear pattern用Python如何寫？在陣列的時候，小數點后6位為什么不識別
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 Abaqus預應力模態分析 附Abaqus 分析用戶手冊材料卷下載
abaqus在求解模態時對接觸區域的處理并不是直接作tie連接處理，而是會在兩個接觸面之間引入接觸剛度，而tie連接對兩個接觸面是綁定關系，即引入無窮大的剛度，所以用接觸設定進行模態求解時模態頻率會偏小，更符合實際。
2. 下圖紅色部分是預緊力狀態下的接觸區域，而不加載預緊力時接觸區域更大，所以兩種狀態下模態頻率差異較大。
3. 不同大小的預緊力狀態下由于接觸區域基本保持不變，所以對模態頻率影響不大。
4. 在tie的建模方式下，不管是否加載預緊力，接觸面積不會發生改變，所以對模態頻率影響不大。
總結
1. 用abaqus求解模態時對接觸區域的處理可以直接定義接觸求解，相比tie來求解結果更合理。
2. 預緊力狀態下會改變接觸狀態，從而對模態頻率產生影響。
3. 對于實際情況，如果接觸面積在振動過程中變化很小，基本保證靜力分析時的接觸面大小，不是大面積的開合，這種帶接觸的預應力模態結果還是比較準確的。
下載地址：Abaqus 分析用戶手冊材料卷
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