第一十二章 模态分析

12.3.1  建立有限元网格模型

    根据实际问题的特点，对所分析的问题进行初步计划；忽略对结构刚度影响不大的细节特征，如圆角、倒角和小孔等，建立简化的CAD模型，并对其划分有限元网格；定义单元类型、单元选项、实常数、截面特性和材料特性。

    在进行模态分析时，要注意如下内容：

    1）在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，它们将被当做是线性的。例如，如果分析中包含了接触单元，则系统取其初始状态的刚度值并且不再改变此刚度值。

    2）材料特性可以是线性的，各向同性的或正交各向异性的，恒定的或与温度相关的。

    3）在模态分析中必须指定杨氏模量EX（或某种形式的刚度）和密度DENS（或某种形式的质量）。

12.3.2  施加边界条件

    模态分析中唯一有效的“载荷”是零位移约束（如果在某个自由度（DOF）处指定了非零位移约束，ANSYS将以零位移约束替代在该自由度处的设置）。在未加约束的方向上，ANSYS将计算刚体运动（零频）以及高阶（非零频）自由体模态。可以施加除位移约束之外的其他载荷，但它们将被忽略。

12.3.3  设置求解控制选项

    进行模态分析时，首先应定义分析类型为模态分析（ANTYPE,MODAL），再通过模态分析求解控制对话框来设置求解选项，如图12-1所示。一般地，仅需指定模态提取阶数（如12阶等）和设置扩展模态选项，其余采用默认设置即可。

图12-1  Modal Analysis对话框

12.3.4  求解

    在执行求解命令之前，可将当前模型进行备份，以便以后可恢复模型。

    执行求解命令：

    /SOLU

    SOLVE

    或者采用GUI方式提交求解：

    Main Menu > Solution > Solve > Current LS

12.3.5  查看结果

    模态分析的结果保存于结构分析结果文件（Jobname.rst）中，具体包括以下内容：

    （1）固有频率

    （2）模态振型

    （3）相对应力和力分布（如果需要）

    可以用普通后处理器POST1进行后处理，查看结果。