ansys 計(jì)算模態(tài)的案例
ANSYS流固耦合模態(tài)分析計(jì)算方法
模態(tài)分析的單元
在使用ANSYS計(jì)算結(jié)構(gòu)在水中的模態(tài)時(shí)，F(xiàn)IUID29、FIUID30單元分別用來(lái)模擬二維和三維流體部分，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模型則利用PLANE42、SOIID45等單元來(lái)構(gòu)造，其中，PLANE42和SOLID45單元用來(lái)構(gòu)造二維和三維結(jié)構(gòu)模型。采用三維模型，流體選用FIUID30單元，結(jié)構(gòu)則采用SOLID45單元。
FLUID30是流體聲單元，用于模擬流體介質(zhì)及流固耦合問(wèn)題。該單元有8個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上有4個(gè)自由度，分別是X、Y、Z 3個(gè)方向的位移自由度和1個(gè)壓力自由度，為各向同性材料。輸入材料屬性時(shí)，需要輸入流體的材料密度(作為DENS輸入)，及流體聲速(作為S0NC輸入)，流體粘性產(chǎn)生的損耗效應(yīng)忽略不計(jì)。
SOIID45單元用于構(gòu)造三維實(shí)體結(jié)構(gòu)。單元通過(guò)8個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)定義，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)沿著X、Y、Z方向平移的自由度。
在利用ANSYS建模分析時(shí)，流場(chǎng)域單元屬性分為2種，由KEYOPT(2)(指定流體和結(jié)構(gòu)分界處結(jié)構(gòu)是否存在)控制，在流固耦合交界面上的單元KEYOPT(2)=0，表示分界面處有結(jié)構(gòu)，其他流體單元KEYOPT(2)=1，表示分界面處無(wú)結(jié)構(gòu)。流體一結(jié)構(gòu)分界面應(yīng)通過(guò)面載荷標(biāo)志出來(lái)，指定FSI label(不需數(shù)值)可以把分界面處的結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和流體壓力耦合起來(lái)，分界面標(biāo)志必須在分界面處的流體單元標(biāo)出。
模態(tài)分析的步驟
1)建立流體單元的實(shí)體模型。建立流體模型，首先需要確定流體域的范圍，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，假定固體結(jié)構(gòu)周?chē)挥杏邢薹秶牧黧w，數(shù)值實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)流體區(qū)域足夠大時(shí)，這一假定的結(jié)果與假定流體為無(wú)限邊界流體的結(jié)果的誤差應(yīng)小于1%。一般情況下可以取流體區(qū)域的半徑為固體結(jié)構(gòu)半徑(其中矩形截面取其邊長(zhǎng)的1／2作為半徑)的5倍以上。
展開(kāi) 案例13 基于模態(tài)的振動(dòng)響應(yīng)（Abaqus計(jì)算模態(tài)）
之前在superxjw版主的第二課中介紹了如何利用VL計(jì)算基于模態(tài)的振動(dòng)響應(yīng)，但是有網(wǎng)友是采用Abaqus計(jì)算模態(tài)，然后用VL來(lái)計(jì)算后續(xù)的振動(dòng)響應(yīng)以及聲學(xué)響應(yīng)，然后就詢問(wèn)如何導(dǎo)入Abaqus的模態(tài)分析結(jié)果，因此，做了一個(gè)導(dǎo)入Abaqus的模態(tài)結(jié)果，然后進(jìn)行振動(dòng)響應(yīng)計(jì)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(xué)視頻教程 第二課 基于模態(tài)的振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算
對(duì)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(wèn)題了。
感謝阿偉在本人學(xué)習(xí)LMS Virtual.Lab過(guò)程中的幫助！
本例視頻及Abaqus模態(tài)計(jì)算結(jié)果文件下載地址：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=4100661600&uk=1728334102
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展開(kāi) ANSYS beam梁模態(tài)分析，包括考慮預(yù)應(yīng)力和大變形下的預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 ￥5
考慮不同情況下的模態(tài)分析
以一個(gè)簡(jiǎn)單的beam梁為例子
1.一邊固定下的模態(tài)分析
前三階模態(tài)
SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE
1 6.9815 1 1 1
2 43.627 1 2 2
3 121.59 1 3 3
2.
使用nastran計(jì)算模態(tài)解耦
使用nastran計(jì)算模態(tài)解耦
大部分時(shí)候我們都是使用adams進(jìn)行選址解耦計(jì)算，不過(guò)如果有有限元模型，我們也可以使用nastran來(lái)進(jìn)行這個(gè)計(jì)算，或者用Optistruct都可以進(jìn)行。在此介紹一下使用nastran進(jìn)行該計(jì)算的方法。
1）建模：建立發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)心點(diǎn)位置，懸置點(diǎn)位置；需注意懸置點(diǎn)位置需要建立兩個(gè)重合的點(diǎn)，用來(lái)模擬懸置的主動(dòng)側(cè)和被動(dòng)側(cè)，并用三向的bush單元來(lái)連接這同一位置的兩個(gè)點(diǎn)。需要將懸置靠近發(fā)動(dòng)機(jī)位置的模擬點(diǎn)與質(zhì)心點(diǎn)使用rbe2相連，并在質(zhì)心點(diǎn)位置建立conm2質(zhì)量單元，該質(zhì)量單元賦值發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量；使用card edit，選擇該質(zhì)量單元，選擇cont并設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。設(shè)置bush的三向剛度K，以及使用GE設(shè)置其阻尼。為方便建模，可以將重合的懸置點(diǎn)先移動(dòng)一定距離，bush建立好后，將另一側(cè)再移回原位置。
2）建立約束載荷及模態(tài)求解階次。方便設(shè)置約束可以在上一步中bush建立前即建立該位置的約束，模擬懸置被動(dòng)側(cè)連接到車(chē)身作為接地的設(shè)置。如果建立13自由度模型，也可以再建立車(chē)身的質(zhì)心node點(diǎn)，并將懸置的點(diǎn)與車(chē)身與懸架連接位置點(diǎn)使用rbe2連接到一起。設(shè)置求解模態(tài)階次應(yīng)覆蓋動(dòng)力總成的自由度。
3）建立正則模態(tài)計(jì)算工作步load step。
4）建立工作卡片，如果使用nastran計(jì)算，需設(shè)置sol103,autospc, post-2, DISPLACEMENT=ALL等常用的卡片。
展開(kāi) 
風(fēng)機(jī)行架模態(tài)分析計(jì)算
鼓風(fēng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種振動(dòng)問(wèn)題，固定風(fēng)機(jī)行架的模態(tài)特性是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工作。要得到模型的固有頻率和振型等參數(shù)，為后面的諧響應(yīng)計(jì)算等動(dòng)力學(xué)計(jì)算準(zhǔn)備好條件。
1、導(dǎo)入模型，simsolid軟件的隨機(jī)配色功能很好用。
2、材料設(shè)置
3、連接關(guān)系設(shè)置
4、邊界條件，底部固定約束設(shè)置
5、模態(tài)計(jì)算結(jié)果，前20階模態(tài)頻率和振型
6、各階模態(tài)參與系數(shù)，有效參與質(zhì)量
為了得到精確地有限元計(jì)算結(jié)果，通常風(fēng)機(jī)行架的模型需要對(duì)網(wǎng)格精細(xì)化處理，大型模型進(jìn)行網(wǎng)格無(wú)關(guān)解分析會(huì)需要很多計(jì)算資源和時(shí)間；simsolid軟件在主流的有限元計(jì)算方法之外，為仿真工程師提供了一種便捷方法，可以減少對(duì)網(wǎng)格處理的工作時(shí)間，提高了仿真效率。期待simsolid的計(jì)算結(jié)果可以和目前主流基于網(wǎng)格的有限元計(jì)算結(jié)果相媲美，為仿真領(lǐng)域的進(jìn)步提供有力的技術(shù)支持，謝謝。
展開(kāi) 載荷對(duì)模態(tài)計(jì)算的影響
載荷對(duì)模態(tài)計(jì)算的影響
當(dāng)模型當(dāng)中材料是線彈性的(此種情況，自然也不包含幾何非線性)，同時(shí)模型也不包含狀態(tài)非線性，那么施加載荷對(duì)模態(tài)分析結(jié)果沒(méi)有影響(該載荷計(jì)算分析出來(lái)的應(yīng)力不能超過(guò)材料的屈服強(qiáng)度，否則材料線性假設(shè)是錯(cuò)誤的，應(yīng)該假設(shè)為彈塑性本構(gòu)模型，因?yàn)椴牧弦呀?jīng)進(jìn)入塑性階段)，下面通過(guò)一個(gè)例題對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。
在這個(gè)例題當(dāng)中，材料是線彈性的，同時(shí)也不包含幾何非線性和狀態(tài)非線性，載荷大小為0.4MPa，計(jì)算分析出來(lái)的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料的屈服強(qiáng)度。不施加載荷的前10階頻率如表1所示，施加載荷的前10階頻率如表2所示。當(dāng)模型當(dāng)中不包含非線性時(shí)，載荷比較大時(shí)，載荷對(duì)模態(tài)計(jì)算結(jié)果也沒(méi)有影響。
展開(kāi) Abaqus中殘余模態(tài)的計(jì)算 ￥200
給出了Abaqus中殘余模態(tài)的計(jì)算的操作方法。
考慮壩體-庫(kù)水相互作用的重力壩模態(tài)分析--對(duì)比分析ANSYS和ABAQUS重力壩流固耦合模態(tài)結(jié)果
模態(tài)分析主要目的是為測(cè)得結(jié)構(gòu)的固有頻率、周期和振型，每一階模態(tài)都有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。通過(guò)模態(tài)分析方法搞清楚了結(jié)構(gòu)物在某一易受影響的頻率范圍內(nèi)的各階主要模態(tài)的特性，就可以預(yù)言結(jié)構(gòu)在此頻段內(nèi)在外部或內(nèi)部各種振源作用下產(chǎn)生的實(shí)際振動(dòng)響應(yīng)。--引自《百度百科》
下面直接開(kāi)始進(jìn)入正文。
混凝土重力壩材料參數(shù)如下
彈性模量E=30GPa，泊松比v=0.167，密度rou=2450kg/m3
在ANSYS中，混凝土壩壩體采用平面Plane42單元，庫(kù)水采用Fluid29單元來(lái)進(jìn)行模態(tài)計(jì)算。
展開(kāi) 使用nastran進(jìn)行流固耦合復(fù)模態(tài)計(jì)算
使用nastran進(jìn)行流固耦合復(fù)模態(tài)計(jì)算
我們大部分時(shí)候計(jì)算的結(jié)構(gòu)正則模態(tài)，但我們經(jīng)常會(huì)遇到如下情況，使用正則模態(tài)計(jì)算則存在部分誤差。一個(gè)是結(jié)構(gòu)存在大阻尼或者存在摩擦?xí)r，例如旋轉(zhuǎn)部件的制動(dòng)盤(pán)等等；一個(gè)是結(jié)構(gòu)存在流固耦合問(wèn)題例如風(fēng)扇或者的旋轉(zhuǎn)與流體耦合或者存在空腔例如油箱等密閉空間時(shí)可能存在復(fù)模態(tài)。如果從具體的理論定義上來(lái)看，則是一個(gè)相位的問(wèn)題，大家有時(shí)間可以去翻翻理論書(shū)。
本文介紹使用nastran來(lái)進(jìn)行復(fù)模態(tài)分析的方法，使用optistruct方法其實(shí)也類似，下一篇再介紹使用optistruct來(lái)進(jìn)行計(jì)算的方法。
1）首先建立網(wǎng)格及材料，屬性，流體材料使用mat10，流體屬性Psolid中FCTN=Pfluid，CDROM=-1，將流體的每個(gè)node點(diǎn)的CD值通過(guò)card edit編輯為-1，可參考上一個(gè)介紹。
2）建立實(shí)模態(tài)計(jì)算模態(tài)頻率計(jì)算范圍，使用eigrl進(jìn)行設(shè)置，選擇計(jì)算截止為12階的頻率。
3）建立復(fù)模態(tài)計(jì)算模態(tài)頻率計(jì)算范圍，使用eigc進(jìn)行定義，計(jì)算截止18階。其中method選擇使用clan，norm選擇max。
4）建立load steps工作步，選擇complexeigen(modal)方法，選擇實(shí)模態(tài)計(jì)算method(struct)= eigrl，選擇復(fù)模態(tài)計(jì)算方法cmethod=eigc。
5）建立control cards，選擇sol110；另外選擇常用的參數(shù)控制例如param,autospc,yes；選擇param,post,-2輸出Op2文件；設(shè)置輸出位移，應(yīng)變能等等。
6）設(shè)置流固耦合的control cards。使用acmodl，在inter選項(xiàng)內(nèi)選擇ident，代表使用共節(jié)點(diǎn)耦合方式。如果選用DIFF，代表使用非共節(jié)點(diǎn)方式。
展開(kāi) LMS Virtual.Lab聲模態(tài)計(jì)算視頻
可能是由于李增剛老師書(shū)里面沒(méi)有單獨(dú)講聲模態(tài)的計(jì)算，很多朋友對(duì)這個(gè)不是很了解，以為對(duì)聲模態(tài)計(jì)算還需要像李增剛老師書(shū)里面，定義一大堆東西。實(shí)際上，不是這樣的，聲模態(tài)計(jì)算是最簡(jiǎn)單的一個(gè)東西，有聲學(xué)有限元網(wǎng)格，馬上就可以算出來(lái)，是個(gè)幾分鐘就能完成的計(jì)算。在這里，特別給大家做了一個(gè)聲模態(tài)計(jì)算視頻，非常簡(jiǎn)單的，需要的朋友看一下。此外，還有朋友問(wèn)過(guò)，在LMS Virtual.Lab中對(duì)于聲學(xué)有限元計(jì)算，如何查看內(nèi)部結(jié)果，趁著這個(gè)例子，也向大家講解一下Cut Plane Analysis工具的使用。
本視頻下載地址：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=89763&uk=1560578551
展開(kāi) 鋼板彈簧夾緊狀態(tài)模態(tài)計(jì)算模型 ￥20
1\在UG中建立鋼板彈簧完全自由狀態(tài)下的模型
2\用HyperMesh畫(huà)好體網(wǎng)格后導(dǎo)出*.inp文件
3\附材料屬性，定義耦合，定義接觸
4\創(chuàng)建載荷步，夾緊與模態(tài)設(shè)置
電機(jī)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算程序（模態(tài)分析）
1，29為兩個(gè)端點(diǎn)，為軸承處
D,1,UY
D,1,UZ
D,29,UX
D,29,UY
D,29,UZ
以下采用gui操作，模態(tài)擴(kuò)展為四階
ansys計(jì)算結(jié)果和理論計(jì)算誤差為0.33%
沒(méi)有考慮陀螺效應(yīng)，不知道對(duì)不對(duì)，請(qǐng)高手指點(diǎn)。
某空濾上、下殼體模態(tài)仿真計(jì)算
某空濾上、下殼體模態(tài)仿真計(jì)算
空濾原始模型、網(wǎng)格、參數(shù)
CAD model
FEM model
PPT20材料參數(shù)：
彎曲模量E=2400MPa
密度:1.05g/cm3
自由模態(tài)分析結(jié)果前六階模態(tài)接近0表示零件的六個(gè)自由度方向的剛體運(yùn)動(dòng)模態(tài)，去除即可。真實(shí)模態(tài)應(yīng)從第7階開(kāi)始。
上殼體模態(tài)計(jì)算結(jié)果
下殼體模態(tài)計(jì)算結(jié)果
自由模態(tài)分析前六階模態(tài)頻率接近0，表示零件六個(gè)自由度方向剛體運(yùn)動(dòng)模態(tài)，去除即可。
上殼體模型非剛體最低頻率（第七階）為196.98 HZ，較接近275HZ，稍加改進(jìn)即可滿足要求。
下殼體模型非剛體最低頻率（第七階）為77.66 HZ，與設(shè)計(jì)要求275HZ差距較大，需做較大修改方可滿足要求。
綜上:上、下殼體均需改進(jìn)結(jié)構(gòu)，如增加加強(qiáng)筋等。
某空濾上、下殼體模態(tài)仿真計(jì)算 .ppt
展開(kāi) hypermesh二次開(kāi)發(fā)-自由模態(tài)分析計(jì)算
1、運(yùn)行插件
2、點(diǎn)擊modal analysis后出現(xiàn)輸入頻率low bound對(duì)話框，輸入0即可
3、點(diǎn)擊proceed，彈出輸入upper bound對(duì)話框，輸入100
4、點(diǎn)擊proceed，這樣工況跟卡片就自動(dòng)建立好了
查看一個(gè)工況，就是我們定義的0-100hz
【iSolver案例分享16】三維剛性壁面圓管聲模態(tài)計(jì)算
1.1 引言
iSolver為一個(gè)完全自主的通用結(jié)構(gòu)有限元軟件，對(duì)標(biāo)國(guó)際主流結(jié)構(gòu)CAE商業(yè)軟件Abaqus、Ansys、Nastran，支持結(jié)構(gòu)分析的常用功能，線性及材料非線性的精度和Abaqus沒(méi)有誤差，效率和Abaqus相當(dāng)， iSolver即可作為一個(gè)輕量化插件集成到Abaqus中，也自帶友好的三維可視化前后處理界面。本文以三維剛性壁面圓管聲模態(tài)分析的整個(gè)流程為例，將iSolver、Abaqus、理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
模態(tài)分析是各種動(dòng)力學(xué)分析類型中基礎(chǔ)的內(nèi)容，結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的振動(dòng)特性決定了結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)對(duì)其他各種動(dòng)力載荷的響應(yīng)情況。所以，一般情況下，在進(jìn)行其他動(dòng)力學(xué)分析之前首先要進(jìn)行模態(tài)分析。
使用模態(tài)分析有如下功能。
（1）可以使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避免共振或按照特定的頻率進(jìn)行振動(dòng)。
（2）可以認(rèn)識(shí)到對(duì)于不同類型的動(dòng)力載荷結(jié)構(gòu)是如何響應(yīng)的。
（3）有助于在其他動(dòng)力學(xué)分析中估算求解控制參數(shù)（如時(shí)間步長(zhǎng)）。
1.2 建模
在Hypermesh中建立三維剛性壁面圓管模型如下圖所示
圓管長(zhǎng)度為4.25,直徑長(zhǎng)度為0.2。
圖1 三維剛性壁面圓管有限元模型
導(dǎo)入模型，在iSolver中導(dǎo)入Hypermesh導(dǎo)出的BDF模型文件。
圖2 模型導(dǎo)入
材料設(shè)置：
創(chuàng)建材料,設(shè)置空氣密度1.225，體積模量為141610。
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