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（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：!

本案例適合哪些人學習：1、學習型仿真工程師2、理工科院校學生你會得到什么：1、學習齒輪三維模型的處理2、學習模態分析步的建立3、學習模態分析的邊界條件的施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.案例介紹了ANSYS workbench 齒輪模態分析。

通過模態分析查看不同材料對于齒輪固有頻率的影響，因為低階頻率對于結構的振動影響較大，所以僅取了模態的前6階模態分析結果，圖2是齒輪的振型圖以及最大位移振動變化，由于不同材料的振型圖較多，故只選取碳鋼的齒輪的1、3、5階振型圖作為示意。

0，最大變形從齒輪面向內齒輪逐漸遞減。

0，最大變形從齒輪面向內齒輪逐漸遞減。

是2021版本的，算是老版本最后一代，但是在接觸建立上也沒有了contact manger這個選項，所以學習這塊的知識還是下了一些功夫，再者hypermesh在定義時定義的參數不夠apdl的要求，這個也是一個難點，需要后續在apdl中去補充這些內容，所以我深刻的感受到了workbench的便捷性，但是也體會到了它自身所忽略的底層邏輯。

模態分析介紹與案例（附帶完整建模及前后處理命令流）。模態分析的本質就是研究系統的自由振動特性，確定一個結構的固有頻率和振型。而固有頻率和振型是承受動態載荷結構設計的重要參數，所以，模態分可以作為其它動力學分析問題的起點。ansys的模態分析是線性分析，任何非線性特性，例如塑性，接觸單元等，即使定義了也將被忽略。?

圖14　平衡軸各級齒輪副嚙合力齒輪嚙合力通過軸承傳遞到殼體以及周圍薄壁件，由于傳遞路徑在敲擊頻段內存在多階模態，如圖15所示，齒輪嚙合力與模態耦合產生共振，激勵被放大；從振動云圖16可以看出，平衡軸殼體后端x、y、z 3個方向，在發動機3個轉速區間（3000、 4500和5000r/min），均出現寬頻敲擊振動現象；同時，油底殼3 個方向振動云圖（圖17）也表現出寬頻敲擊現象，其中油底殼y向表現出更惡劣的振動

聲傳遞向量是聲場中某點的聲壓與模型振動之間函數關系,而振動是激勵與模態的乘積[9],所以需要在激勵仿真、總成模態仿真的基礎上進行聲輻射仿真。 3.1 激勵力 根據齒輪嘯叫傳遞特性,激勵力可以通過施加軸承激勵力、齒輪嚙合力和齒輪齒面位移3種方式獲得。

適用人群與應用場景 該案例適用于以下人群： 從事網架與空間結構建模分析的工程師； ANSYS APDL 用戶，希望學習參數化建模與自動出圖技術； 需要快速驗證網殼結構模態與剛度特性的技術人員。 應用場景包括結構方案對比、模態研究、參數優化及結構穩定性分析等。1.6.

針對輪輻擺動模態問題，對齒輪輪輻結構進行設計優化，使輪輻相對于齒輪嚙合齒寬更加對中，同時適當增加齒輪輪輻厚度，提高輪輻擺動模態。 通過對齒輪的結構優化，輪輻擺動模態從2435Hz提高到2847Hz（如圖5），避開了問題頻率帶. 文章來源：汽車NVH云講堂

經過CAE仿真分析發現一級從動齒輪在相應頻率段存在輪輻擺動模態（如圖5），對應的頻率為2435Hz，這個擺動模態會影響到中間軸系統的扭振剛度，導致齒輪嚙合在該頻率附近發生共振，軸承的徑向位移和振動增大，最終導致噪音放大。針對輪輻擺動模態問題，對齒輪輪輻結構進行設計優化，使輪輻相對于齒輪嚙合齒寬更加對中，同時適當增加齒輪輪輻厚度，提高輪輻擺動模態。

模態分析 為了驗證模型的準確性與合理性，本文將不同仿真分析軟件求解得到的模態階次及振型進行對比。求解結果見表2。

本系統在Mechanical中配置，使用Mechanical APDL求解器計算使用耦合場模態分析系統：1） 要添加Coupled Field Modal耦合場模態系統，從工具箱拖拽該系統至項目圖，或在工具箱中雙擊該系統一旦選定該系統，顯示下述提示：該信息告知，通過在Setup單元的屬性頁選擇物理類型，將在隨后的Mechanical程序中自動創建物理域（對象）；Structural

同時還可以繪制典型的NVH屬性，如軸承力、傳遞誤差和聲輻射功率，以確定齒輪固有頻率對系統響應的影響。這使工程師在沒有物理原型時，也能夠優化齒輪毛坯設計，并進行NVH性能分析。 下圖一對斜齒圓柱齒輪副中一個齒輪為柔性體，包括齒輪毛坯和輪齒。在一階模態頻率對應的RPM激勵下，柔性齒輪發生明顯共振。

文件可在 ANSYS APDL 中直接運行，修改參數后即可生成完整模型并執行計算與出圖。1.7. 案例總結肋環型網殼結構在空間結構體系中具有代表性，其幾何特征復雜、參數多、建模過程繁瑣。本案例通過 APDL 參數化編程方法，實現了從幾何定義、單元生成到結果出圖的自動化流程，大幅提升了建模效率與分析便捷性。

，對于受迫響應來說，主要觀察響應動畫、傳遞函數、頻率響應函數以及模態參與因子 二、變速器齒輪分析 1、模型建模 根據模型的實際運動規律，完成模型建模。