模態(tài)求解
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2023-06-09
模態(tài)求解的視頻教程
ANSYS與ABAQUS的模態(tài)求解方法及對比討論
對簡單懸臂零件的ANSYS與ABAQUS求解固有模態(tài)的振型設(shè)置方法及結(jié)果精度進(jìn)行對比討論。兩者在六面體網(wǎng)格下的最大偏差為2.2%，由于時(shí)間有限，并沒有進(jìn)行理論推導(dǎo)。
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變速器網(wǎng)格劃分及模態(tài)分析
主要采用Simcenter 3D自動(dòng)網(wǎng)格劃分工具，對變速器殼體進(jìn)行網(wǎng)格劃分和殼體之間螺栓模擬連接，最后對殼體進(jìn)行了模態(tài)求解。將Simcenter 3D的stp導(dǎo)入Hypermesh中進(jìn)行了模態(tài)求解，對比兩個(gè)軟件模態(tài)求解的固有頻率和振型的結(jié)果。
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自主結(jié)構(gòu)有限元求解器：算例-殼的模態(tài)分析
iSolver為一個(gè)完全自主的有限元求解器框架，使用Abaqus/CAE做前后處理，可以快速集成自研有限元算法，幫助客戶實(shí)現(xiàn)自研程序的商業(yè)化包裝和推廣。 本視頻為iSolver殼的模態(tài)分析的演示視頻。 如需了解更多，歡迎觀看下面的視頻： https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12884
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模態(tài)求解的實(shí)例教程
在航空領(lǐng)域，一般思路通過在hypermesh建模，nastran求解。常見的求解類型包括SOL101線性靜力求解，SOL103模態(tài)求解，SOL105屈曲求解，sol106非線性靜力求解，sol145顫振分析求解，sol129非線性動(dòng)力求解，sol107轉(zhuǎn)子復(fù)特征值分析（轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速）求解。
其中SOL145、SOL129、SOL107求解設(shè)置無法全部通過hypermesh軟件進(jìn)行設(shè)置，建議在MSC PATRAN中設(shè)置后存為對應(yīng)的求解bdf模板，供后續(xù)參考，其他建議通過hypermesh軟件設(shè)置后存為求解模板。
本文主要介紹SOL101線性靜力求解，SOL103模態(tài)求解，SOL105屈曲求解，sol106非線性靜力求解設(shè)置在hypermesh軟件界面中如何操作實(shí)現(xiàn)。
展開 于結(jié)構(gòu)模態(tài)求解，VL12界面有所調(diào)整，在此提供一個(gè)簡單的例子作為參考，介紹了模態(tài)求解參數(shù)的設(shè)置，以及后處理的相關(guān)操作。
文字圖片較多，就直接上圖了，請見諒。
案例：VL12結(jié)構(gòu)模態(tài)求解參數(shù)說明.pdf
感謝阿偉（superxjw版主）在本人學(xué)習(xí)LMS Virtual.Lab過程中的幫助！
首先感謝下simwe論壇J版的帖子關(guān)于14.5通過ACT插件進(jìn)行workbench中濕模態(tài)的求解，還有通過插入命令進(jìn)行求解。但是由于插件對于和諧版的軟件來說不能再官網(wǎng)下載到合適的插件。
http://forum.simwe.com/thread-1077009-1-1.html
http://forum.simwe.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1077009
在19.0版本中已經(jīng)將Modal Acoustics模塊集成其中，可以很方便的進(jìn)行濕模態(tài)及濕模態(tài)諧響應(yīng)的分析。但是一些具體的操作和之前的插件版本有些差異。
模型：
頻率：
模態(tài)振型：
展開 STAAD模態(tài)分析與固有頻率求解方法
概述
模態(tài)是結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，每一個(gè)模態(tài)具有特定的固有頻率，阻尼比和模態(tài)振型，獲取這些結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的過程稱之為模態(tài)分析或頻率振型分析。
結(jié)構(gòu)分析中經(jīng)常會(huì)用到結(jié)構(gòu)的這些固有振動(dòng)特性，比如底部剪力法求解地震作用時(shí)需要用到結(jié)構(gòu)的基本自振周期，再比如說利用振型分解法求解多自由度體系的各種動(dòng)力分析都需要用到結(jié)構(gòu)的各階周期和振型。因此，模態(tài)分析不僅是求解結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的方法，也是動(dòng)力分析的基礎(chǔ)。本文將模態(tài)分析的求解方法進(jìn)行全面介紹。
STAAD提供了兩種求解結(jié)構(gòu)模態(tài)的方法，分別是瑞利法和特征向量法。
1. CALCULATE RAYLEIGH (FREQUENCY) 瑞利法
2. MODAL CALCULATION (REQUESTED) 特征向量法
瑞利法
一般來說，工程結(jié)構(gòu)的基頻或者前幾階固有頻率比較重要，瑞利法就是一種計(jì)算結(jié)構(gòu)基頻的常用近似算法。瑞利法又叫做能量法，其核心思想是基于邊界條件假定一個(gè)基頻振型函數(shù)，然后利用能量守恒原理（最大動(dòng)能和最大勢能相等），從而求出結(jié)構(gòu)的第一階固有頻率。
展開 表1：利用多種模態(tài)求解器計(jì)算的模折射率。包含了模折射率的平均誤差。
上面的表格顯示了對于前六光纖矢量模式計(jì)算的模折射率。將一個(gè)光纖矢量求解器作為基準(zhǔn)，并標(biāo)簽為“Exact”。此外，ADI、FD和FEM求解也都用于計(jì)算光纖模態(tài)。其中FEM分為兩組：第一組使用1階量，第二組使用3階量。但在表格中沒有給出各求解器所花費(fèi)時(shí)間。其中，F(xiàn)EM計(jì)算時(shí)間與FD的計(jì)算時(shí)間大概一致，(FD耗時(shí)~109秒，F(xiàn)EM耗時(shí)~65秒)。
表格充分說明了FEM模態(tài)求解器的優(yōu)勢和ADI的不足。ADI方法計(jì)算速度快，但是尋找較高精度高階模態(tài)比較困難，而且其精度隨波導(dǎo)對比度提高而降低。FD法優(yōu)于ADI，但精度最好的是FEM法。這并不僅對于光纖模態(tài)，對于矩形和任意形狀波導(dǎo)也同樣適用。
有限元求解器如此精確的主要原因之一是其近似幾何體的方式。ADI和FD采用小矩形進(jìn)行折射率采樣，這導(dǎo)致了對角線或曲線的階梯式近似。理論上，矩形晶元可以縮小至階梯式以進(jìn)行一個(gè)很好的近似，但在實(shí)踐中它仍然會(huì)導(dǎo)致相當(dāng)大的誤差。有限元求解器使用三角形網(wǎng)格可以近似對角線到一個(gè)高精度水平，并可以提供足夠少的三角來近似曲線。
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模態(tài)求解的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
模態(tài)求解的最新內(nèi)容
[VirtualLab] 超透鏡的設(shè)計(jì)與分析3個(gè)月前
設(shè)計(jì)任務(wù)
仿真與設(shè)置：單平臺互操作性
連接建模技術(shù)：超構(gòu)透鏡
? 超構(gòu)透鏡(柱結(jié)構(gòu)分析)
? 傳播到焦點(diǎn)
? 探測器
周期性微納米結(jié)構(gòu)可用的建模技術(shù)：
作為一種嚴(yán)格的特征模態(tài)求解器，傅里葉模態(tài)法(也稱為嚴(yán)格耦合波分析，RCWA)提供了非常高的精度。雖然計(jì)算可能需要一段時(shí)間，但對于像這樣復(fù)雜的系統(tǒng)，高精度是絕對必要的。
基于OptiStruct的電池包殼體尺寸優(yōu)化3個(gè)月前
載荷工況定：義定義約束模態(tài)邊界條件：
①模態(tài)求解卡片設(shè)置：計(jì)算前10階非剛體模態(tài)
②電池重量：將電芯質(zhì)量以集中質(zhì)量點(diǎn)（CONM2）施加于殼體內(nèi)部連接點(diǎn)。
③邊界條件：約束安裝點(diǎn)所有自由度（SPC）。
模態(tài)計(jì)算模型如圖2所示：
圖2 模態(tài)計(jì)算工況
3.
案例文件說明
Lamella-TypeLatticeShellStructure.mac 為本案例核心命令流文件，集成了以下功能：
參數(shù)輸入與幾何定義；
節(jié)點(diǎn)生成與單元連接；
材料與截面屬性設(shè)置；
單元類型自動(dòng)選擇（BEAM4 或 LINK8）；
模態(tài)分析控制與求解；
自動(dòng)出圖與模態(tài)動(dòng)畫生成。
模態(tài)求解器的估計(jì)值設(shè)為接近共振頻率的值(良好的起始值是有益的，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)支持大量的模態(tài)，模態(tài)之間的距離很近。
OptiMode：矢量有限元法-精度及優(yōu)勢10個(gè)月前
這些屬性需要一個(gè)模態(tài)求解器，既能夠真實(shí)地進(jìn)行幾何近似，也可以進(jìn)行電場的近似。波導(dǎo)尺寸與感興趣的電磁場區(qū)域可能有幾個(gè)數(shù)量級的差別，如長距離等離子體激元。
OptiMode：矢量有限元法-精度及優(yōu)勢10個(gè)月前
對一個(gè)纖芯折射率1.5和包層折射率為1.0的高對比光纖，對比使用不同方法的模態(tài)求解器。盡管在SOI波導(dǎo)中可能不算是高對比度，但對于我們來說對比度已足夠大了。波導(dǎo)的橫截面顯示在反面。
表1：利用多種模態(tài)求解器計(jì)算的模折射率。包含了模折射率的平均誤差。
上面的表格顯示了對于前六光纖矢量模式計(jì)算的模折射率。
分析過程包括以下幾個(gè)步驟：
（1）設(shè)置分析類型：將分析類型指定為模態(tài)分析，以便求解結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型。
（2）求解參數(shù)設(shè)定：
采用Lanczos方法，這是一種高效的特征值求解方法，適用于大型稀疏系統(tǒng)；指定提取前10階模態(tài)；設(shè)置頻率范圍，以排除非工程相關(guān)的高階模態(tài)；選用一致質(zhì)量矩陣，以確保模態(tài)結(jié)果的精度；采用PCG迭代求解器提高計(jì)算效率。
模態(tài)分析的首要任務(wù)是求出系統(tǒng)的各階模態(tài)參數(shù)，例如系統(tǒng)的固有頻率、振型和模態(tài)剛度等，結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)是結(jié)構(gòu)的固有特性，與外載荷無關(guān)，故將系統(tǒng)振動(dòng)方程轉(zhuǎn)化成齊次方程更有利于求解模態(tài)參數(shù)。
設(shè)計(jì)任務(wù)
仿真與設(shè)置：單平臺互操作性
連接建模技術(shù)：超構(gòu)透鏡
□ 超構(gòu)透鏡(柱結(jié)構(gòu)分析)
□ 傳播到焦點(diǎn)
□ 探測器
周期性微納米結(jié)構(gòu)可用的建模技術(shù)：
作為一種嚴(yán)格的特征模態(tài)求解器，傅里葉模態(tài)法(也稱為嚴(yán)格耦合波分析，RCWA)提供了非常高的精度。雖然計(jì)算可能需要一段時(shí)間，但對于像這樣復(fù)雜的系統(tǒng)，高精度是絕對必要的。
本文主要介紹SOL101線性靜力求解，SOL103模態(tài)求解，SOL105屈曲求解，sol106非線性靜力求解設(shè)置在hypermesh軟件界面中如何操作實(shí)現(xiàn)。
