ansys模態結果列表
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys模態結果列表的實例教程
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此篇只簡單進行了兩個軟件的模態對比分析結果，熟悉了兩款軟件中流固耦合單元的設置方式與操作流程，得出結果供大家參考，后續會進一步推出相關計算案例。歡迎各位朋友交流指正。
<p>ANSYS模態分析結果中各項數據的物理意義</p><p>在對結構進行地震響應分析之前，通常先對結構進行模態分析以了解結構的動力特性（自振周期和振型）。</p><p>常用的模態分析方法：Block Lanczos法、PCG Lanczos法、縮減法和非對稱法。</p><p><strong>ANSYS模態分析的結果文件包含哪些信息呢？在此以下表為例進行說明。</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202402/4246ee8fae42785e42332fe4e91e3106.png"></p><p>1 MODE 模態階數</p><p>2 FREQUENCY 頻率（Hz）</p><p>3 PERIOD 周期（s）</p><p>4 PARTIC. FACTO 振型參與系數（每個質點質量與其在某階振型中相應坐標乘積之和與該階振型模態質量之比）</p><p>5 RATIO 比率（振型參與系數與一階振型參與系數之比）</p><p>6 EFFECTIVE MASS 振型等效質量（振型參與系數的平方與振型模態質量之比）</p><p>7 CUMULATIVE MASS FRACTION 累計質量分數/有效質量系數（為第一階到該階振型等效質量之和與總等效質量之比）</p><p>8 RATIO EFF. MASS TO TOTAL MASS 振型等效質量與總質量之比</p><p><br></p><p>此外，還有如下幾個相關概念：</p><p>1 振型參與質量（該階振型的模態質量與振型參與系數平方之積）</p><p>2 振型參與質量系數（所取振型參與質量之和與總質量之比）</p><p>3 模態質量/振型質量（第i階振型的廣義質量）</p><p>4 質量參與系數（該振型的基底剪力與總質量之比）</p>
展開 問題：
工程中因為模態分析可以反應出結構產品的很多問題，因此對模態計算的需求很多。并且資料或經驗等對模態計算有一定的要求，例如模態頻率大于激勵頻率的1.5倍、模態有效質量大于75%等。
本例在常規模態計算的基礎上，通過插入后處理APDL命令，實現對X、Y、Z三個方向的模態有效質量和模態階次頻率的提取，并統計導出為結果文件夾下的“modalResultRecord.txt”文檔。進一步的實現對仿真word報告的自動化編寫。
效果展示：
對圖示結構進行模態分析，提取模態結果，利用word自身的VBA開發工具，實現模態統計表的自動創建。
常規模態計算：
模態信息提取自動編制報告：
操作演示：
1.：在常規模態計算的solution下插入Commands 命令，在命令行中寫入附錄1中的命令。
（該命令可以提取模態實現對X、Y、Z三個方向的模態有效質量和模態階次頻率的提取，并導出為結果文件夾下的“modalResultRecord.txt”文檔）
2：在仿真文件夾內找到該txt文檔，放置在合適位置；記下目錄；
3：在word開發工具中，利用VBA語言編寫如下附錄2命令。
4：修改txt文件的目錄，保持與步驟2一致。（將附錄中VBA程序復制到word開發工具內，點擊運行即可在，word文檔中創建模態統計表）
（將類似功能匯總即可完成仿真報告的自動化創建，本文僅涉及一部分）
附錄1：Ansys Workbench 模態仿真后處理中插入的APDL命令
!提取模態仿真的X、Y、Z方向有效模態質量，APDL命令：
! 模型單位制:mm kg N s
finish
/post1 !進入后處理
*dim,direction,CHAR,3,1 !
展開 3.參與系數
在模態計算中，在總體笛卡爾坐標系中，三個平動方向和三個轉動方向上，假設施加單位位移譜激勵，從而得到振型參與系數，即
由于軟件默認采用，對質量矩陣進行歸一化，則
參與系數反映了某階振型在某個方向的參與程度，如圖所示給出了某產品的X方向的振型的參與系數。
圖 參與系數列表
4.有效質量
模態計算中的有效質量計算公式：
由于程序模態計算時，各個振型關于質量矩陣進行歸一化，即
-理想情況下，在每個方向的所有有效質量之和等于結構的總質量，但是這個取決于模態計算提出的模態階數；
-有效質量與結構總質量的比值對于確定提取的模態數量是否足夠，非常有幫助。對于基于模態疊加法的諧響應，瞬態動力學還有響應譜與隨機振動建議提取的模態的數量要達到90%的物理質量。如圖所示的提取12階模態的Z方向的有效質量與實際物理質量比為0.83。
5.模態應變能
下式給出了模態應變能的計算公式：
從上式可見，單元模態應變能越高，局部的位移越大，結構的剛度就越低。在產品模態分析中，某階模態頻率下的模態應變能分布反映了產品在該模態振型下變形集中區域，局部模態應變能的集中反映了在該階振型下產品變形時局部剛度的不足，當車身受到外界激勵時更容易產生變形。
在ANSYS Workbench的獲取方法如下：
文章來源：ANSYS空間 ，作者張老師 仿真驅動設計
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問題：
工程中因為模態分析可以反應出結構產品的很多問題，因此對模態計算的需求很多。并且資料或經驗等對模態計算有一定的要求，例如模態頻率大于激勵頻率的1.5倍、模態有效質量大于75%等。
本例在常規模態計算的基礎上，通過插入后處理APDL命令，實現對X、Y、Z三個方向的模態有效質量和模態階次頻率的提取，并統計導出為結果文件夾下的“modalResultRecord.txt”文檔。
<p>ANSYS模態分析結果中各項數據的物理意義</p><p>在對結構進行地震響應分析之前，通常先對結構進行模態分析以了解結構的動力特性（自振周期和振型）。</p><p>常用的模態分析方法：Block Lanczos法、PCG Lanczos法、縮減法和非對稱法。</p><p><strong>ANSYS模態分析的結果文件包含哪些信息呢？在此以下表為例進行說明。</strong></p><p><img
1.固有頻率
如圖1所示給出了某構件的固有頻率列表，固有頻率是由結構的質量和剛度分布建立了動力系統的一個屬性。物體做自由振動時，其位移隨時間按正弦或余弦規律變化，振動的頻率與初始條件無關，而與系統的固有特性有關，稱為固有頻率或者固有周期。
圖1 固有頻率列表
作用：通過對比產品的固有頻率與激勵頻率，可以評估產品是否發生共振
模態分析主要目的是為測得結構的固有頻率、周期和振型，每一階模態都有特定的固有頻率、阻尼比和模態振型。通過模態分析方法搞清楚了結構物在某一易受影響的頻率范圍內的各階主要模態的特性，就可以預言結構在此頻段內在外部或內部各種振源作用下產生的實際振動響應。--引自《百度百科》
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混凝土重力壩材料參數如下
彈性模量E=30GPa
