模態求解的案例
SOL101線性靜力求解，SOL103模態求解，SOL105屈曲求解，sol106非線性靜力求解設置在hypermesh軟件界面中操作實現 ￥18.8
在航空領域，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非線性動力求解，sol107轉子復特征值分析（轉子臨界轉速）求解。
其中SOL145、SOL129、SOL107求解設置無法全部通過hypermesh軟件進行設置，建議在MSC PATRAN中設置后存為對應的求解bdf模板，供后續參考，其他建議通過hypermesh軟件設置后存為求解模板。
本文主要介紹SOL101線性靜力求解，SOL103模態求解，SOL105屈曲求解，sol106非線性靜力求解設置在hypermesh軟件界面中如何操作實現。
展開 案例24：VL12結構模態求解參數說明
于結構模態求解，VL12界面有所調整，在此提供一個簡單的例子作為參考，介紹了模態求解參數的設置，以及后處理的相關操作。
文字圖片較多，就直接上圖了，請見諒。
案例：VL12結構模態求解參數說明.pdf
感謝阿偉（superxjw版主）在本人學習LMS Virtual.Lab過程中的幫助！
workbench19.0中的Modal Acoustics濕模態求解 ￥20
首先感謝下simwe論壇J版的帖子關于14.5通過ACT插件進行workbench中濕模態的求解，還有通過插入命令進行求解。但是由于插件對于和諧版的軟件來說不能再官網下載到合適的插件。
http://forum.simwe.com/thread-1077009-1-1.html
http://forum.simwe.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1077009
在19.0版本中已經將Modal Acoustics模塊集成其中，可以很方便的進行濕模態及濕模態諧響應的分析。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：
模態振型：
展開 STAAD模態分析與固有頻率求解方法 附STAAD_PRO教程入門及算例下載
STAAD模態分析與固有頻率求解方法
概述
模態是結構的固有振動特性，每一個模態具有特定的固有頻率，阻尼比和模態振型，獲取這些結構振動特性的過程稱之為模態分析或頻率振型分析。
結構分析中經常會用到結構的這些固有振動特性，比如底部剪力法求解地震作用時需要用到結構的基本自振周期，再比如說利用振型分解法求解多自由度體系的各種動力分析都需要用到結構的各階周期和振型。因此，模態分析不僅是求解結構振動特性的方法，也是動力分析的基礎。本文將模態分析的求解方法進行全面介紹。
STAAD提供了兩種求解結構模態的方法，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，工程結構的基頻或者前幾階固有頻率比較重要，瑞利法就是一種計算結構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基頻振型函數，然后利用能量守恒原理（最大動能和最大勢能相等），從而求出結構的第一階固有頻率。
展開 
OptiMode：矢量有限元法-精度及優勢
表1：利用多種模態求解器計算的模折射率。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算的模折射率。將一個光纖矢量求解器作為基準，并標簽為“Exact”。此外，ADI、FD和FEM求解也都用于計算光纖模態。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時間。其中，FEM計算時間與FD的計算時間大概一致，(FD耗時~109秒，FEM耗時~65秒)。
表格充分說明了FEM模態求解器的優勢和ADI的不足。ADI方法計算速度快，但是尋找較高精度高階模態比較困難，而且其精度隨波導對比度提高而降低。FD法優于ADI，但精度最好的是FEM法。這并不僅對于光纖模態，對于矩形和任意形狀波導也同樣適用。
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采用小矩形進行折射率采樣，這導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行一個很好的近似，但在實踐中它仍然會導致相當大的誤差。有限元求解器使用三角形網格可以近似對角線到一個高精度水平，并可以提供足夠少的三角來近似曲線。
展開 OptiMode：矢量有限元法-精度及優勢
對一個纖芯折射率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求解器。盡管在SOI波導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。波導的橫截面顯示在反面。
表1：利用多種模態求解器計算的模折射率。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算的模折射率。將一個光纖矢量求解器作為基準，并標簽為“Exact”。此外，ADI、FD和FEM求解也都用于計算光纖模態。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時間。其中，FEM計算時間與FD的計算時間大概一致，(FD耗時~109秒，FEM耗時~65秒)。
表格充分說明了FEM模態求解器的優勢和ADI的不足。ADI方法計算速度快，但是尋找較高精度高階模態比較困難，而且其精度隨波導對比度提高而降低。FD法優于ADI，但精度最好的是FEM法。這并不僅對于光纖模態，對于矩形和任意形狀波導也同樣適用。
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采用小矩形進行折射率采樣，這導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行一個很好的近似，但在實踐中它仍然會導致相當大的誤差。有限元求解器使用三角形網格可以近似對角線到一個高精度水平，并可以提供足夠少的三角來近似曲線。
展開 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 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-ansys聯合仿真之質量單元
轉動慣量可能對某些非轉動模態影響較小甚至可以忽略，但是對某些模態影響比較明顯，所以在較容易獲得部件轉動慣量的情況下盡量將部件簡化為質量單元時輸入每個方向上的轉動慣量參數。
質量單元的另一個功能是作為輔助單元使用，在利用hypermesh為ANSYS求解器建模前處理時，涉及到不同零部件單元之間的連接裝配，此時在一些連接單元的節點上需要安放一個單元才能在導入ANSYS計算時正常進行，下面舉實例說明。
上圖是一個板通過4個紫色的柱焊接在板的4個孔上，建模是通過CERIG單元將板與柱在焊接位置剛性連接，然后在4個柱的頂端安裝在其他部件上，這里將柱的頂端連接到同一個節點上（節點號為4417），然后在該節點上施加固定約束邊界條件。建好模型后導出CBD文件并讀入ANSYS進行模態求解，開始求解時報出如下圖錯誤。
報錯信息顯示為，約束方程1有未使用的節點4417。主要原因是hypermesh中的CERIG單元轉化到ANSYS是約束方程。在建立節點耦合時，比如將若干單元的節點自由度耦合到一個新建的節點時，這個新建節點比如依附于某個單元，否則求解時就會報出上述錯誤信息，這里的解決方案就是在節點4417處建立一個mass21單元，為了消除mass21單元對求解結果的影響需將mass21的質量屬性設置到非常低，特別是在模態求解時，質量會嚴重影響模態求解結果，效果如下圖。
展開 APDL Showcase1的理論基礎(3)——模態提取方法簡介
各特征值提取方法的比較（對稱系統）
官方文檔的這個表格比較了四個對稱系統的模態求解器的區別。簡單來說，對于小模型，低階模態，哪個求解器都一樣。差異主要發生在模型非常大(大到需要使用迭代求解器)、以及要求的模態非常多（超過100階，甚至10,000階）時。
簡單說來，40階以下，模型沒有大到需要在靜力分析中使用迭代求解器，那么使用默認的Block Lanczos就好；
如果你的模型在靜力分析中會選擇使用PCG（預條件的共軛梯度法）迭代求解器，而且你模型的單元質量還說得過去，那模態求解的時候就用迭代法PCG Lanczos，能省不少磁盤空間；
如果你要求比較高，需要100階以上的模態，那么Supernode方法適合你。最高可以找到10,000階說的就是它；
如果質量矩陣部分為零，或者包含混合單元（u-P單元），再或者需要使用分布式ANSYS求解器的時候，可以選擇Subspace方法。
——行，一圈看下來，普通小打小鬧研究個6階模態或者十幾二十階模態的，都用默認就好了唄。
區分這幾個求解器的主要指標：
要求解的模態，小于100就前兩個，多于100階就Supernode；
模型的網格質量比較好，網格數特別多，就用迭代求解器；
包含混合列式單元，或者分布式求解器（一般單機多核不算）的時候用Subspace。
話說，通常需要尋找非常多（超過100階）模態的原因主要是為后續的模態疊加和PSD分析做準備，來求解高頻激勵下結構的響應。這個Supernode算法會有一些誤差，但大部分時候都在1%以內，是工程上完全可以接受的精度。
3. 阻尼法和非對稱求解器
把這倆放一起講，主要是因為它倆經過變換其實是一回事。
展開 各個分析類型的加載求解設置（靜態分析，模態分析等）
比較全的命令流解釋，理論與實例相結合，有助于對原理的理解，能夠形成對ansys的分析類型及方法的整體概念。
偏向適合初學者。
到底怎么樣，因人而異，各取所需。
ANSYS基礎問答（第二期）
14.Q:用實體單元建模，在求解時：如何施加面荷載？
A:可以直接在面上施加載荷，也可以先獲取附著在面上的節點或單元，然后對節點或單元施加載荷。
15.Q:ansys怎么將link單元和soild單元連接在一起？
A:可以通過定義couple來實現，將link的節點和solid的節點耦合在一起，使兩個節點的所有自由度變化相同就行了。
16.Q:使用ANSYS求得的模態頻率是圓頻率？
A:ANSYS求得的是頻率，單位HZ，但是我們常說的固有頻率是圓頻率，單位是rad/s。
17.Q:PROE建立實體模型為啥導入ANSYS劃分不了網格？
A:ANSYS 讀入幾何模型和劃分網格的能力都不如 Workbench。
不過，如果你在 Proe 中，將幾何模型導出為 Parasolid 格式的模型數據文件 (擴展名 .x_t)，一般可以較好的導入 ANSYS，并劃分自由網格，最好使用 10 節點四面體單元，如 solid187。
18.Q:為什么模態求解時沒有對模態擴展，而是在獲得譜分析解后又單獨進行了擴展模態求解？
A:模態擴展可以在模態求解時進行 也可以在譜分析中進行
19.Q:為了簡化模型中的載荷（目的是縮減一些計算時間），我把很多影響比較小的載荷suppress。那么這些被suppress的載荷是不是完全不計算呢？（之所以suppress而不直接刪除是因為suppress方便復原）
A:不計算，抑制之后相當于沒有加載
20.Q:在ansys workbench 靜力分析中，怎樣查看某一截面的應力云圖？
A:可以在DM中把物體在你想看的力的面的地方切開，然后創建成一個PART，看結果的時候就可以看那個面的應力云圖
21.Q:用Ansys做軸承疲勞分析怎么定義載荷？
展開 模態頻率響應分析步驟
按正常模態分析的步驟建立結構模態分析的模型，定義材料和單元屬性以及邊界條件等。
2. 進行求解設置，在設定solution type時選擇Normal Modes，并選中Interactive Modal Analysis選項，如下圖
3. 其它的設置和正常的模態分析一樣。在Subcase Select中選擇所有要分析的工況，Apply后生成bdf文件，并求解，或直接在Patran中遞交求解。手動啟動Nastran進行求解時注意不能設置參數 SCR=YES，包括在Nastran的配置文件中。
4．模態求解完成后，接下來就可以使用模態的求解結果進行頻率響應的分析。選擇Analysis菜單，設置Object為：interactive
5. 選者 DBALL文件，如下圖：
6．接下來創建載荷，點擊Create Loading，如下圖。對載荷進行逐項設置
7．再定義結果輸出。點擊Output Request，在其中定義激勵頻率和節點以及單元的輸出。
8．定義完成后按Apply求解（Full Run形式），或者生成bdf文件，手動遞交分析。
9．計算完成后，點擊View Result菜單，可讀入結果，進行后處理，如下圖。在此菜單下的后處理只能畫出各種曲線。
10．如需觀看云圖，可使用讀入xdb文件的方法。菜單：
Analysis -> Access results -> Attach XDB
模態頻率響應分析步驟.doc
展開 某轉軸隨機振動分析
五、模態求解設置
進行隨機振動分析需要進行兩部，首先進行模態計算，然后基于計算結果進行隨機振動響應分析，所以在網格劃分完成之后進入模態求解設置，設置步驟如下：
1．單擊Modal，依次選擇工具欄中的SupportsàFixed Support，將轉軸兩端軸承支撐位置固定，如圖5所示；
2．單擊Analysis Setting，設置提取結構前10階模態振型；
3．完成設置后單擊Solve提交計算機求解計算。
4．計算完成后查看模態振型，如圖12-7所示，前10階模態固有頻率值最大為37965Hz，能夠足夠的覆蓋加速度PSD的頻率范圍。
六、PSD載荷譜施加
進入隨機振動分析模塊，選擇Random Vibration，依次單擊工具欄PSD Base ExcitationàPSD Acceleration，分別設置X、Y、Z三個方向的加速度PSD輸入，在Tabular Data中依次輸入給定的數值，如圖7所示。
七、求解設置
設置求解計算方式如下：
1．單擊Analysis Setting，在彈出的詳細窗口中設置Number of Modes To Use為All，在Damping Controls中設置Constant Damping Ratio為0.02，如圖8所示。
2．設置輸出變量。在Solution中插入Equivalent Stress，在彈出的詳細窗口中設置Scale Factor為3 Sigma，此時Probability自動變為99.73%，該設置含義為：計算結果中Mises應力的置信度大小為99.73%，是一個可靠程度的度量，如圖9所示。
3．完成（1）（2）步驟設置之后單擊Random Vibration，右鍵選擇Solve提交計算機求解即可。
展開 LMS Virtual.Lab聲學視頻教程 第十六課 模態映射法求解結構振動
本課主要講解模態映射方法在振動求解方面的應用。模態映射方法是在LMS Virtual.Lab 12以后新加入的方法，在原來的版本中有直接振動求解、基于結構模態疊加方法的振動求解以及直接聲振耦合和基于結構模態疊加的聲振耦合算法。在LMS Virtual.Lab中新加入的模態映射方法可以用于求解結構頻響振動、聲振耦合以及結構瞬態振動響應等，與模態疊加法相比，模態映射方法精度高、可能造成的人為模態截斷誤差低等優點；與直接求解法相比，模態映射方法計算效率高，節省計算資源，因此，模態映射方法擁有廣泛的應用。本課以LMS Virtual.Lab幫助文檔中的一簡化機翼為對象，采用直接計算方法、模態疊加法、模態映射法計算振動頻率響應，通過三種方法的對比，讓用戶體會到模態映射法的優點。
本例文檔及視頻：http://pan.baidu.com/s/1qWLkCna
注意：必須安裝視頻播放器才能播放WebEx的WRF視頻文件。
感謝lengxuef及各位版主、壇友的支持！
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