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简介
在这一章中,将简介模态分析。进行模态分析类似线性静力分析。
假设顾客已学习了第4章线性静力构造分析部分。
本章内容:
模态分析环节
有预应力的模态分析环节
本节所述的功能,一般合用于ANSYS DesignSpace Entra及以上版本的许可。
模态系统分析基础
对于模态分析,振动频率wi和模态fi 是根据下面的方程计算的出的:
假设:
[K] 和 [M] 不变:
假设材料特性为线弹性的
运用小位移理论,并且不包括非线性的
不存在[C] ,因此无阻尼
无{F} , 因此无激振力
构造可以强迫振动也可以不强迫振动
模态 {f} 是相对值,不是绝对值
模态分析与线性静态分析的过程非常相似,因此不对所有的环节做详细简介。用蓝色斜体字的环节是针对模态分析的。
附加几何模型
设置材料属性
定义接触区域 (假如有的话)
定义网格控制 (可选择)
定义分析类型
加支撑 (假如有的话)
求解频率测试成果
设置频率测试选项
求解
查当作果
…几何体和质点
模态分析支持多种几何体:
实体, 表面体 和线体
可以使用质量点:
质点在模态分析中只有质量(无硬度)。
质量点的存在会减少构造自由振动的频率。
材料属性: 杨氏模量,泊松比, 和 密度是必需的。
… 接触区域
模态分析,也许存在接触。然而,由于模态分析是纯粹的线性分析,因此,所采用的接触不一样于非线性分析中的接触类型,详细如下表所示:
接触模态分析:
粗糙接触和摩擦接触:
将在内部体现为黏结或不分离
假如有间隙存在,非线性接触行为将是自由无约束的(例如, 接触不存在)
绑定和不分离的接触情形将取决于pinball区域的大小。
… 分析类型
从Workbench的工具栏中选择“Modal”指定模型的分析类型。
在 Analysis Settings中:
提取的模态阶数:1到200(默认的是6)。
指定频率变化的范围(默认的是0到1e+08Hz)。
… 载荷和约束
构造和热载荷无法在模态中存在。
约束:
假如没有或者只存在部分的约束, 刚体模态将被检测. 这些模态将处在0HZ附近. 与静态构造分析不一样, 模态分析并不规定严禁刚体运动.
边界条件对于模态分析来说,是很重要的。由于他们能影响零件的振型和固有频率. 因此需要仔细考虑模型是怎样被约束的.
压缩约束是非线性的,因此在此分析中不被使用.
… 求解
求解模型 (没有规定的成果).
求解结束后,求解分支会显示一种图标,显示频率和模态阶数.
可以从图表或者图形中选择需要振型或者所有振型进行显示.
嵌入“Total Deformation”成果中需规定解模态。
… 检查成果
模态:
由于在构造上没有鼓励作用,因此振型只是与自由振动有关的相对值。
在详细列表里可以看到每个成果的频率值.
应用图形窗口下方的时间标签的动画工具栏来查看振型