ANSYS模态分析教程及实例讲解PPT课件.ppt

设置单元类型 1 3 设置单元选项 注意：不是所有的单元都能设置单元选项！ 定义单元的实常数 定义材料属性 加载及求解 进入ANSYS求解器/SOLU Main Menu Solution 指定分析类型和分析选项 定义主自由度 仅适用于Reduced模态提取法 在模型上施加载荷 指定载荷步选项 开始求解计算 退出SOLUTION Main Menu Finish 建模注意事项 模态分析中只有线性行为是有效的，如果指定了非线性单元，则作为线性处理。 例如，包含接触单元，系统取其初始状态的刚度值并且不再改变。 必须指定杨氏模量EX和密度DENS，材料性质可以是线性、各向同性和不随温度变化的。非线性的特性将被忽略。 模态分析的选项 新的分析类型 模态分析 模态提取方法 模态提取的阶数 模态扩展的阶数 质量矩阵归一化 预应力效果计算 下面将详细介绍各个选项的使用！ 选择新的分析 模态提取方法 分块兰索斯法，大型对称特征值问题，较快 子空间法，大型对称特征值问题 适用非常大的模型，采用集中质量矩阵 减缩的系统矩阵求解，速度快，精度相对低 非对称系统矩阵问题，例如流固耦合 阻尼不可忽略的问题 减速的阻尼矩阵计算复杂阻尼问题，更高效 除Reduced方法外，所有的模态提取方法都要设置阶数。 分块Lanczos方法 默认方法，适用于大多数场合； 是一种功能强大的方法，当提取中型到大型模型（50000 ~ 100000 个自由度）的大量振型时（40），这种方法很有效； 经常应用在具有实体单元或壳单元的模型中； 在具有或没有初始截断点时同样有效。（允许提取高于某个给定频率的振型）； 可以很好地处理刚体振型； 需要较高的内存。 子空间方法 比较适合于提取类似中型到大型模型的较少的振型 （40）； 需要相对较少的内存； 实体单元和壳单元应当具有较好的单元形状； 在具有刚体振型时可能会出现不收敛的问题； 建议在具有约束方程时不要用此方法。 PowerDynamics方法 PowerDynamics 法适用于提取很大的模型（100000个自由度以上）的较少振型（ 20）。这种方法明显比 Block Lanczos 法或子空间法快，但是： 需要很大的内存； 当单元形状不好或出现病态矩阵时，用这种方法可能不收敛； 建议只将这种方法作为对大模型的一种备用方法。 缩减法 它是所有方法中最快的； 需要较少的内存和硬盘空间； 使用矩阵缩减法，即选择一组主自由度来减小[K] 和[M] 的大小； 缩减的刚度矩阵[K] 是精确的，但缩减的质量矩阵 [M]是近似的，近似程度取决于主自由度的数目和位置； 在结构抵抗弯曲能力较弱时不推荐使用此方法，如细长的梁和薄壳。 非对称法 适用于刚度和质量矩阵为非对称阵的问题，比如声学中流体和结构耦合作用问题。此方法可能会遗漏一些高频端模态。 阻尼法、QR 阻尼法 适用于阻尼不能被忽略的情况，例如轴承问题、转子动力学问题。 QR 阻尼法比阻尼法要快，而且更有效率。它可以很好地求解大阻尼系统的模态，阻尼类型可以任意，无论是比例阻尼还是非比例阻尼。该方法的计算精度取决于提取的模态数，因此建议提取足够多的模态，特别是阻尼较大的情况更应该如此。 指定提取模态数 除缩减法外，所有模态提取方法都要填写此项。 在非对称法和阻尼法中，要求计算出比所需更多的模态来，这样减小了丢失模态的可能性，但是导致了更多的求解时间。 其他选项 建议：一般的模态分析问题选择Block Lanczos方法后设定提取模态的阶数和扩展模态的阶数，不要修改其他设置。 是否扩展模态？ 模态扩展的阶数 计算单元上的结果 推荐采用默认的集中质量矩阵形成方式 默认系统处于无应力状态 节省内存 模态扩展数 在缩减法、阻尼法、非对称法中，必须设置模态扩展数。 如果还希望查看除了变形以外单元求解的其他结果，不管选择了什么模态提取方法，都需要打开“Calculate elem results”选项。 如果想为分块Lanczos方法或子空间法提供标准化的模态形状，也需要模态扩展。 集中质量矩阵 这个选项根据单元类型指定默认的集中质量矩阵的近似方式，建议使用默认值。然而，在一些框架结构中，比如细梁、非常薄的壳或者薄膜问题中，采用集中质量矩阵将获得更好的计算结果，并且使用集中质量的近似可以加快计算速度，减少内存占有量。 预应力效应 默认情况下，ANSYS模态分析不包含预应力，结构在无初始应力的情况下进行模态分析。 考虑预应力效应时，单元文件中必须包括了已进行的静力分析或瞬态分析的结果；质量矩阵形式必须和之前的分析一致。 其他模态分析选项 缩减法上一步设置后的弹出对话框： 起止频率 振型归一化处理选项 定义主自由度 仅对Reduced模态提取法有效。 主自由