ANSYS模态分析教程及实例讲解PPT课件.ppt

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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

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