abaqus模態分析的案例
基于hypemesh的abaqus模態分析
這里簡單介紹一下采用hypemesh軟件進行abaqus模態分析的基本流程。
網格劃分
這里是已經建立好的網格，在左端圓孔處設置固定約束。
2.材料及屬性設置
2.1 新建材料，這里選用AL6061，對材料的密度，彈性模量進行設置如下：
2.2 建立屬性，類型選擇SHELL-SECTION，賦予材料屬性和厚度，并將建立好的屬性賦予給單元compent。
3.邊界條件添加
3.1 新建 load collecter。
3.2 邊界條件添加
4.載荷步設置
4.1 新建載荷步，分析類型選擇Frequ，最大分析頻率選擇200。
4.2 輸出設置
新建output，輸出節點變形和單元應力，如圖所示。
5.輸出inp文件，提交計算。
5.1 輸出inp文件
5.2 提交計算
打開abaqus commod，輸入 abaqus job=sample-20190901，提交計算。
6.后處理。
用hypeview打開.odb文件進行結果查看。
展開 基于hyperworks/optistruct模態分析 ￥12
本案例是基于hyperworks/optistruct模態仿真分析，hyperview中進行后處理，分析的結果可以與上一個案例《基于hyperworks/abaqus模態分析-01》進行對比，其模態分析結果的動畫如下圖所示：
各階次模態結果動畫
各階模態在各個自由度上的有效質量
設置相關控制卡片可以在提交計算的界面查看每一階模態在各個自由度上的有效質量，根據輸出的有效質量結果來分析各階次的陣型。具體如何操作及分析陣型見收費內容部分，凡購買的朋友如有操作上的疑問可以私信！
展開 abaqus屈曲模態分析教程詳解 ￥10
abaqus屈曲模態分析教程詳解
視頻下方附帶工程文件inp，大家可以自行下載學習參考
【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 
基于hyperworks/abaqus模態分析-01 ￥12
本案例是基于hyperworks/abaqus模態仿真分析，重點在于說明如何在hyperworks中完成前處理（部件建立、網格劃分、材料創建、屬性定義、約束設置、模態分析步設置等），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。
模態分析結果動畫
本案例inp模型文件前處理全部在hyperworks中完成，要查看前處理如何設置，只需要在hyperworks的abaqus操作界面，導入inp模型便可查看。如果你只在hyperworks中完成部件建立、網格劃分、材料創建、屬性定義，連接關系的創建，然后在abaqus中完成加載、約束、接觸等設置并提交計算的話，遇到一些常見的問題可以關注我之前發的帖子《Hyperworks其它模塊轉到ABAQUS模塊中常會遇到的問題及解決方法匯總》。
展開 Abaqus預應力模態分析
Abaqus預應力模態分析
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 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
ANSA_ABAQUS聯合分析—模態分析 ￥2
ANSA_ABAQUS聯合分析—模態分析
1.gif
有具體詳細步驟
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 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 《基于 ABAQUS 的大跨距桁架不同截面模態分析和結構優化》
本文 Y 軸縱梁橫截面就矩 形、空心矩形以及工字型橫截面等進行模態分析。
3 模態分析
模態分析是一種研究物體結構動力特性的方 法 [8]，主要應用在工程振動領域 [11-12]。模態分析 是分析系統的自振特性，與外界荷載無關，因此 進行模態分析不需要施加荷載。可以施加約束條 件，約束條件的不同，分析結果差異也很大。
物體本身有固有頻率，設計時要使物體固有 頻率低于外界激振力的頻率，避免共振情況的發 生 [13-15]。大跨距桁架上機械手需要不停運動，進 行工件抓取，從而產生系統振動，分析低階模態 可以更有效地反映設備的振動情況，故本文模態 分析提取梁體的前 6 階。本次對 Y 軸縱梁模態分 析時，由于梁體是可以移動的，故將其簡化為簡支梁，在中點位置添加機械手自重受力約束。為 減小有限元計算難度和時間，在整機建模過程中， 提取出受載荷較大的 Y 軸縱梁進行模態分析。
根據企業要求，在本文中，Y 軸縱梁實心矩形橫截面尺寸為 220 mm×180 mm，空心對稱矩形橫截面尺寸為 220 mm×180 mm，壁厚為 30 mm， 以及工字型橫截面尺寸為 220 mm×180 mm，上下壁厚 30 mm，中間壁厚 20 mm 這 3 種截面，并對其進行分析。
3.1 實心矩形橫截面模態分析
在提取出的梁體兩側和底部施加載荷，通過 ABAQUS 軟件，分析該 Y 軸縱梁實心矩形橫截面 6 階模態振型。在 ABAQUS 中，“mesh”劃分為 “300”，使其計算精度更精準，保證其模型的 準確性。
圖 4 為實心矩形截面所做的模態分析。Y 軸 縱梁在 1 階模態未出現明顯彎曲變形。
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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 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 試用SimSolid 對汽車車燈透鏡組模態分析
⑧創建模態分析：點擊Modal,提取4階，進入模態分析。
⑨設置邊界條件：固定約束3個面。
⑩點擊運算并查看結果。
以下為Abaqus相同條件下。計算數據及截圖。
Simsold前四階模態結果為86Hz,150Hz,239Hz,471Hz。Abaqus前四階模態結果為90Hz,158 Hz,255 Hz,491 Hz。模態頻率相差不大，且振型基本一致。
試用探究體會：
（1）Simsold無網格有限元分析作為為設計工程師開發的結構分析軟件簡單易用，以及運算高效性是值得認可的，對于常規結構分析，模態分析，動力學分析及熱分析在設計階段使用，Bookmark很好用。
（2）Simsold計算結構分析時精度是值得肯定的（有很多模型驗證及驗證計算白皮書），本例中車燈透鏡組總成計算，模態頻率及振型趨勢一致，但至于本例頻率計算值有一定差距，猜測原因有：Suppres螺栓及一些附件，可能導致運算結果有一定差距；自動連接接觸面的可能有重合關系，使其剛度變大；接下來針對以上猜測逐步進行驗證。
試用SimSolid 對汽車車燈透鏡組模態分析.docx
展開 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。
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