ansys模態(tài)疊加法應用的案例
ansys模態(tài)疊加法瞬態(tài)分析
而是跟模態(tài)分析求解的模態(tài)階數相關？
經典ansys諧響應分析（模態(tài)疊加法）詳解 ￥9
本案例使用hypermesh作為前處理，保存為CDB文件導入ANSYS APDL進行諧響應分析。通過模態(tài)疊加法獲得響應結果，通過后時間歷程處理獲得節(jié)點的響應曲線，通過一般后處理獲得最大響應對應頻率下的幅值云圖或者對應頻率和相位角下的應力云圖。圖1是某節(jié)點的響應曲線；圖2是該節(jié)點響應峰值對于頻率下的應力幅值云圖；圖3是該節(jié)點響應峰值對應頻率和相位角下的應力云圖；（通過云圖左上角的Title可以識別區(qū)分）對以上各結果的意義、獲得的方法以及圖2與圖3之間的區(qū)別在后面詳細加以討論。
圖1某節(jié)點的位移響應曲線
圖2某頻率下的應力幅值云圖（2653.5Hz）
圖3某頻率和相位角下的應力云圖（2653.5Hz）
要點：
諧響應分析的兩種阻尼structral damping coef和constant damping ratio以及Optistruct中的G阻尼之間的等價轉換關系；
如何后處理獲得應力或變形等結果的幅值云圖和頻率+相位角云圖以及他們之間的區(qū)別和意義。
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展開 模態(tài)疊加法和Runge-Kutta方法解動力學方程的區(qū)別
一個常見的三自由度質量－彈簧系統(tǒng)，其動力學方程為：
[M]{x''}+[K]{x}={F}
質量、剛度和激勵矩陣分別為：
M=diag([1;1;1]);k=[3 -1 0;-1 2 -1;0 -1 3];F={sin(3*t);0;0};
我分別用模態(tài)疊加法和Runge-Kutta算法求解，但是兩種解法得到的結果卻不相同，請問這是什么原因，何種方法才是正確的。
ANSYS模態(tài)綜合法技術
由于僅采用了各個子結構的低階模態(tài)，因而使所建立整體結構動力模型的自由度數大大降低，而且可以在不同的機器上對各子結構進行模態(tài)分析提高計算速度。
一. ANSYS模態(tài)綜合法原理
模態(tài)綜合法的基本思想是根據復雜結構的特點將整體結構劃分成若干子結構，對各個子結構分別進行模態(tài)分析，得到其動力特性。再利用子結構間力平衡條件及位移協(xié)調條件將各子結構部分低階模態(tài)特性綜合，由此得到整體結構的動力特性。
ANSYS是一款著名的商業(yè)化大型通用有限元軟件，廣泛應用于航空航天、機械制造等領域，對飛機、車輛、船舶、高層建筑等大型結構的動力分析有著完整的解決方案。ANSYS的模態(tài)綜合法采用固定界面和自由界面模態(tài)綜合法，基本概念：
1) 固定界面模態(tài)綜合法的基本思想是將各子結構與其它子結構相連接的界面自由度完全約束，求出此時子結構的低階主模態(tài)集。然后通過釋放子結構界面自由度，分別得到子結構的剛體模態(tài)集和約束模態(tài)集，由 、 和 組成子結構的Ritz基。
2) 自由界面模態(tài)綜合法的基本思想是把子結構從整體系統(tǒng)中分割出來，將子結構間界面自由度上的約束全部去掉，對界面自由度的子結構進行模態(tài)分析。然后利用相鄰子結構界面位移協(xié)調條件和力平衡條件將各子結構綜合成一個整體。
自由界面法與固定界面法的區(qū)別在于固定界面法是將子結構界面完全約束住，利用界面約束的子結構綜合形成整體系統(tǒng)。而自由界面法則是將子結構界面間界面約束全部去掉，以界面無約束的子結構去綜合形成整體系統(tǒng)。
對于大部分動力分析通常采用固定界面法。自由界面法主要應用于：
對于中、高頻譜分析需要得到較精確的特征值時；
相鄰子結構間并不一定有直接對接關系（即不是剛性連接），但它們之間存在耦合關系。
展開 
ANSYS通過模態(tài)綜合法建立懸臂梁 ￥80
通過對懸臂梁進行模態(tài)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(jié)點重新編號
n,22,5,0,0
nummrg,node,,,,high
finish
alls
/solu
dk,1,all
!模態(tài)分析
/SOL
ANTYPE,2
MODOPT,LANB,10
EQSLV,SPAR
MODOPT,LANB,20,0,99999999, ,OFF
SOLVE
finish
/post1
set,list
finish
!!!!創(chuàng)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(chuàng)建part1
nsel,s,node,,1,8
esln,r,1,all
cm,part1,elem
!創(chuàng)建interface
nsel,r,node,,8
cm,interface,node
展開 ANSYS Mechanical 2022 R1 新功能 | 模態(tài)綜合法(CMS)
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(tài)綜合法的動力學分析。2022 R1中的這個新功能比起傳統(tǒng)在經典界面下的操作，要方便很多，這為大規(guī)模動力學計算提供了更加便利快速的方法。
傳統(tǒng)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(guī)模宏大，為了獲取較準確模態(tài)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(tài)綜合法（Component Mode Synthesis）就是在這樣的背景下發(fā)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(tài)分析，然后通過一定的模型組裝規(guī)則進行模態(tài)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(tài)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(tài)綜合法的動力學分析。接下來我們以音叉結構自由模態(tài)分析為例，具體講述如何通過Workbench平臺建立模態(tài)綜合完成模態(tài)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 基于溫差法link10下的某大橋預應變下的模態(tài)分析 ANSYS apdl ￥80
<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/202601/attachment/1d84759427044b8ea948ae93489c3eb1.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202601/attachment/1d84759427044b8ea948ae93489c3eb1.png" style="" width="842" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202601/attachment/1d84759427044b8ea948ae93489c3eb1.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202601/attachment/1d84759427044b8ea948ae93489c3eb1.png?
展開 ANSYS workbench簡單應用——有預應力的模態(tài)分析
原創(chuàng)內容，轉載請注明出處
模態(tài)分析是用來確定結構的振動特性的技術。在有限元中，模態(tài)分析是響應譜分析、隨機振動分析的基礎。對于求解一個簡單結構的自然振型來說，ANSYS workbench已經將這個過程簡化到任何新手一看即會的程度了。這里用一個簡單例子闡述有預應力情形下的模態(tài)分析過程。
本例分析一個長鉚釘結構在施加預緊力情形下的模態(tài)。
首先在workbench工作區(qū)內新建一個靜力分析模塊和一個模態(tài)分析模塊，新建模態(tài)分析模塊時拖至前一模塊的solution欄，表示共享前一模塊的工程數據、幾何文件、設置以及最終的解。如果不連接solution和setup，那么模態(tài)分析中不會包含靜力分析模塊求解出的預應力。
導入幾何文件之后，按照默認設置劃分網格得到如下的網格：
如果要進行網格精細劃分，可以細化成如圖：
本例子采取默認網格。下面施加約束，對如圖所示的兩個面施加無摩擦約束。
以及另一端的鉚釘頭側面：
施加載荷，選擇未約束的鉚釘頭底面一側，施加一個大小為4000N的力：
接下來求解靜力結構分析，插入總變形結果，如圖所示：
可以看到，變形最大為0.18mm，發(fā)生在施加力的一端，說明分析基本正確。
接下來進行模態(tài)分析，由于之前新建分析模塊時已經將兩個模塊進行了連接，這里不需要退出到workbench主界面。注意到模態(tài)分析下有一欄預應力，其括號中顯示為靜態(tài)結構，說明數據已經在模塊之間共享。
由于約束已經在上一步設置好，這里直接求解，求解完畢后單擊solution欄，得到前6階模態(tài)的數據：
在柱形圖中右擊選擇全部，再右擊選擇生成模態(tài)圖，重新求解一次，得到各階振型圖。這里只展示第一和第六階。
到此為止，模態(tài)分析已經完成。下一步可以開展響應譜分析或者其他分析。
展開 《有限元法基礎及ANSYS 應用》
序
前言
主要符號表
第1章 緒論
1.1 有限元法的基本思想和基本步驟
1.2 有限元法的工程應用
1.3 彈性力學的基本方程
1.4 變分原理介紹
1.5 能量變分原理
1.6 虛功原理
1.7 ANSYS程序概述
1.8 習題
第2章 桿系結構的有限元法
2.1 連續(xù)梁問題的有限元法
2.2 平面剛架問題的有限元法
2.3 解題步驟與例題
2.4 用ANSYS分析求解平面剛架問題
2.5 習題
第3章 彈性力學平面問題的有限元法
3.1 概述
3.2 單元分析
3.3 整體分析
3.4 等效節(jié)點力計算
3.5 位移約束條件的引入
3.6 四節(jié)點矩形單元
3.7 解題步驟與例題
3.8 用ANSYS分析求解彈性力學平面問題
3.9 習題
第4章 平面等參數單元的有限元法
4.1 概述
4.2 四節(jié)點四邊形等參數單元
4.3 八節(jié)點四邊形等參數單元
4.4 高斯求積法
4.5 習題
第5章 空間問題的有限元法
5.1 概述
5.2 四面體單元
5.3 六面體單元
5.4 三維等參數單元
5.5 ANSYS單元
5.6 用ANSYS分析求解彈性力學空間問題
5.7 習題
第6章 結構動力學問題的有限元法
6.1 動力學方程
6.2 單元質量矩陣
6.3 阻尼矩陣
6.4 特征值問題及其解法
6.5 結構動力學方程的求解
6.6 ANSYS動力學分析
6.7 用ANSYS分析連桿動力學問題
6.8 習題
部分習題參考答案
參考文獻
展開 子模型法在ANSYS Composite PrepPost（ACP）復合材料分析中的應用
本文首先以ANSYS Workbench子模型法及其應用意義進行說明，而后簡述ANSYS Composite PrepPost（ACP）在復合材料中的應用的一般基本流程，最后給出子模型法在ACP分析中如何實現進行簡要概述說明。
全文共分為三個部分，本部分主要進行最后一部分的子模型法在ACP分析中如何實現的基本操作的概要說明，其他兩部分可參見文后鏈接。
子模型在ACP復合材料應用流程操作簡例
(1) 子模型分析首先需要對整體模型進行子模型切割，如圖1所示在DM模塊中創(chuàng)建整體模型，并進行切割邊界。
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