ansys動(dòng)力學(xué)分析

1、ANSYS動(dòng)力學(xué)分析指南（連載一 >發(fā)表時(shí)間：2007-7-25 作者：安世亞太 關(guān)鍵字：ANSYS 動(dòng)力學(xué)分析 安世亞太模態(tài)分析§ 人工選擇主自由度的準(zhǔn)則選擇主自由度是縮減法分析中很重要的一步?？s減質(zhì)量矩陣的精度 < 求解精 確）將取決于主自由度 的位置和數(shù)目。對(duì)于給定的問題，可以選擇多種不同的 主自由度集，在所多種情形下都可以得到能夠接受的結(jié)果。用命令M和MGE來選擇主自由度，也可用TOTA命令讓程序在求解過程中選 擇主自由度。建議兩種方式兼用：自己選擇少量主自由度，同時(shí)讓 ANSY程序選擇一些自由度。這樣，程序?qū)浹a(bǔ)那些可能被遺漏的模態(tài)。下面是選擇主自由度的基本準(zhǔn)則

2、：1. 主自由度的總數(shù)至少應(yīng)是感興趣的模態(tài)數(shù)的兩倍。2. 把預(yù)計(jì)結(jié)構(gòu)或部件要振動(dòng)的方向選為主自由度。例如對(duì)于平板問題，應(yīng)至少在法向上選擇幾個(gè)主自由度 <見圖1a）。如果在 一個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)會(huì)引起 另一個(gè)方向上的大運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)在兩個(gè)方向上都選擇主 自由度 < 見圖1b）。圖1<a）平板可能有的法向主自由度<b）X方向運(yùn)動(dòng)引起丫方向運(yùn)動(dòng)3. 在相對(duì)較大的質(zhì)量或較大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量但相對(duì)較低剛度的位置選擇主自由度<見圖2）。凸肩或“松散”連 接的結(jié)構(gòu)是這種位置的實(shí)例。相反地，不要選擇質(zhì) 量相對(duì)較小或有較高剛度 <如靠近約束處的自由度vDOF ）的位置作為主自由 度。圖2應(yīng)選

3、擇主自由度的位置：a）大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量b）大質(zhì)量4. 如果最關(guān)注的是彎曲模態(tài)，則可以忽略轉(zhuǎn)動(dòng)和“拉伸”自由度。5. 如果要選的自由度屬于一個(gè)耦合約束集，則只須選中耦合集中第一個(gè)首要的）自由度。6. 在施加力或非零位移的位置選擇主自由度。7. 對(duì)于軸對(duì)稱殼模型VSHELL5或SHELL61，選擇模型中的平行于或接近平行于中心線部分的所有節(jié)點(diǎn)的全局UX自由度為主自由度，這樣就可以避免主自由度間的振蕩運(yùn)動(dòng) 見圖3）。如果運(yùn)動(dòng)基本上是平行于中心線，這條建議可以放寬。對(duì)于MODSE2的軸對(duì)稱周期單元，應(yīng)將其 UX UZ自由度都選擇為主 自由度。圖3在軸對(duì)稱殼模型中選擇主自由度檢查主自由度集的有效性的最好方法是

4、用兩倍 或一半）數(shù)目的主自由度再次 進(jìn)行分析然后比較結(jié)果。另一種方法是觀察在模態(tài)分析解中輸出的縮減質(zhì)量分布?？s減質(zhì)量最起碼在運(yùn)動(dòng)的主要方向上的分量應(yīng)該占結(jié)構(gòu)整個(gè)質(zhì)量的10%-15%§ 程序選擇主自由度的要點(diǎn)如果讓ANSY程序選擇主自由度 命令TOTAL），選出的主自由度的分布將 取決于求解時(shí)單元被處理的順序。例如，程序?qū)磫卧菑淖蟮接疫€是從右到左被處理的而選擇出不同的主自由度集。然而，這種差異通常在結(jié)果中只會(huì)產(chǎn)生無關(guān)緊要的差別。對(duì)于有統(tǒng)一的大小和特征的網(wǎng)格 如平板），主自由度通常不會(huì)是統(tǒng)一的。在 這種情況下，應(yīng)當(dāng)用命令 M和MGE人為地指定一些主自由度。在質(zhì)量分布不規(guī)則的結(jié)構(gòu)中也應(yīng)

5、做同樣的處理，因?yàn)槌绦蜻x出的主自由度 可能集中在高質(zhì)量 區(qū)。§1.5 模態(tài)分析 過程模態(tài)分析過程由四個(gè)主要步驟組成：1. 建模；2. 加載及求解；3. 擴(kuò)展模態(tài)；4. 觀察結(jié)果 。下面分別展開進(jìn)行詳細(xì)討論：§1.6 建模主要完成下列工作：首先指定工作名和分析標(biāo)題，然后在前處理器 <PREP）7 中定義單元類型、單元實(shí)常數(shù)、材料性質(zhì)以及幾何模型。ANSYS勺建模和網(wǎng)格指南中對(duì)這些工作有更詳細(xì)的說明。 注意以下兩點(diǎn)：在模態(tài)分析中只有線性行為是有效的。如果指定了非線性單元，它們將被 當(dāng)作是線性勺。例如 ，如果分析中包含了接觸單元，則系統(tǒng)取其初始狀態(tài)勺剛 度值并且不再改變此剛

6、度值。材料性質(zhì)可以是線性的，各向同性的或正交各向異性的，恒定的或和溫度 相關(guān)的。在模態(tài)分析 中必須指定楊氏模量EX<或某種形式的剛度）和密度 DENS或某種形式的質(zhì)量）。而非線性特性將被忽略。§1.7 加載及求解主要完成下列工作：首先定義分析類型、指定分析設(shè)置、定義載荷和邊界條 件和指定加載過程設(shè) 置，然后進(jìn)行固有頻率的有限元求解。在得到初始解后， 再對(duì)模態(tài)進(jìn)行擴(kuò)展，以供查看。擴(kuò)展模態(tài)將在 下一節(jié)“擴(kuò)展模態(tài)”中進(jìn)行詳細(xì) 說明。§ 進(jìn)入ANS丫彖解器命令： /SOLUGUI： Main Menu>Solution§ 指定分析類型和分析選項(xiàng)ANSYSI供的

7、用于模態(tài)分析的選項(xiàng)如下表所示，表中的每一個(gè)選項(xiàng)都將在隨 后詳細(xì)解釋。分析類型和分析選項(xiàng)選項(xiàng)New AnalysisAn alysisType:ModalMode ExtractionMethodNumber of Modes to ExtractNo. Of Modes toExpandMass MatrixFormulati onPrestress EffectsCalculatio n命令GUI選擇途徑ANTYPEMainainNew MODOP”ainANTYPEMODOP*MXPANLUMPMPSTRESMen u>Soluti on>-An alysisNew Analy

8、sisMen u>Soluti on>-An alysisAn alysis >ModalMen u>Soluti on>An alysisainainainainMen u>Soluti on>An alysisMen u>Soluti on>An alysisMen u>Soluti on>An alysisMen u>Soluti on>An alysisTypeType-Opti onsOpti onsOpti onsOpti onsOpti ons注意一選擇模態(tài)分析時(shí)，求解菜單將顯示與模態(tài)分析相關(guān)的菜單項(xiàng)。

9、求解菜 單有兩種可能的狀態(tài)“簡(jiǎn)潔式vabridged ）”或者“展開式vunabridged ）”，它總是與上一個(gè) ANSYS任務(wù)是的狀態(tài)相同。簡(jiǎn)潔式菜單僅僅 包括模態(tài)分析有用的或建議的求解設(shè)置。當(dāng)顯示的是簡(jiǎn)潔式求解菜單，如果想訪問其他求解設(shè)置（即，要用到的有效求解設(shè)置，但該分析類型又不 會(huì)遇到，就從求界菜單中選擇展開式菜單項(xiàng)展開求解設(shè)置項(xiàng)。詳情參見ANSYS基本分析指南使用展開式求解菜單。注意一在單點(diǎn)響應(yīng)譜分析SPOPT,SPRS和動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)分析方法 vSPOPTQDAIV中，模態(tài)擴(kuò)展可以放在譜分析之后按 MXPAN命令設(shè)置的重要 性因子SIGNIF值有選擇地進(jìn)行。如果準(zhǔn)備在譜分析之后進(jìn)行模

10、態(tài)擴(kuò)展，請(qǐng)?jiān)谀?態(tài)分析選項(xiàng)vMODOPT對(duì)話框中的設(shè)置模態(tài)擴(kuò)展的選項(xiàng) vMXPAMD處選NO§ 1.7.2.1 選項(xiàng)：New Analysis :選擇新分析。注意一在模態(tài)分析中Restartv重啟動(dòng)）是無效的。如果需要施加不同的邊界 條件，則須做一次新的分析或采用vvANSY基本分析過程指南 的第3章中描述的PartialSolution部分求解）方法。§ 1.7.2.2 選項(xiàng)：分析類型：ModalANTYPE指定分析類型為模態(tài)分析。§1.7.2.3 選項(xiàng)： Modal Extraction MethodMODOPT指定提取模態(tài)的方法，選擇 7 種提取方法中的一種

11、。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，選用 分塊Lanczos法、子空間法、PowerDynamics法或縮減法。非對(duì)稱法、阻尼法和 QR阻尼法適于特殊應(yīng)用。一旦選用某種模態(tài)提取方法，ANSY程序自動(dòng)選擇對(duì)應(yīng)的求解器。注意一非對(duì)稱法、阻尼法和 QR阻尼法在ANSYS/Professional產(chǎn)品中無效。§1.7.2.4 選項(xiàng)： Number of Modes to ExtractMODOPT除縮減法以外其他模態(tài)提取方法該選項(xiàng)都是必須設(shè)置的。對(duì)于非對(duì)稱法和阻 尼法，應(yīng)該應(yīng)當(dāng)提取比必要的階數(shù)更多的模態(tài)以降低丟失模態(tài)的可能性，但需要 花費(fèi)更長(zhǎng)的求解時(shí)間。§1.7.2.5 選項(xiàng)： Number of

12、Modes to ExpandMXPAND該選項(xiàng)只在采用縮減法、非對(duì)稱法和阻尼法時(shí)要求設(shè)置。如果想得到單元求解結(jié)果，則不論采用何種模態(tài)提取方法都需要打開“ Calcucate elem results ”項(xiàng)。在用單點(diǎn)響應(yīng)譜分析SPOPT,SPRS和動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)分析方法 vSPOPTQDAM中，模態(tài)擴(kuò)展可能要放在譜分析之后按命令MXPAN設(shè)置的重要性因子SIGNIF數(shù)值有選擇地進(jìn)行。如果要在譜分析后才進(jìn)行模態(tài)擴(kuò)展，則在模態(tài) 分析選項(xiàng)vMODOPT對(duì)話框的模態(tài)擴(kuò)展vEXPAND選項(xiàng)處選NO§1.7.2.6 選項(xiàng)： Mass Matrix FormulationLUMPM該選項(xiàng)用于指定質(zhì)量矩

13、陣計(jì)算方式：缺省的質(zhì)量矩陣 和單元類型有關(guān)，也 稱為一致質(zhì)量矩陣）和集中質(zhì)量陣。我們建議在大多數(shù)應(yīng)用中采用缺省一致質(zhì)量 矩陣。但對(duì)有些包含“薄膜”結(jié)構(gòu)的問題，如細(xì)長(zhǎng)梁或非常薄的殼，采用集中質(zhì) 量矩陣近似經(jīng)?？僧a(chǎn)生較好的結(jié)果。另外，用集中質(zhì)量陣時(shí)求解時(shí)間短，需要的 內(nèi)存少。CalculationPSTRES§1.7.2.7 選項(xiàng)： Prestress Effects該選項(xiàng)用于確定是否考慮預(yù)應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)振型的影響。缺省分析過程不包括預(yù) 應(yīng)力效應(yīng)，即結(jié)構(gòu)是處于無應(yīng)力狀態(tài)。在分析中希望包含預(yù)應(yīng)力的影響，則必須 首先進(jìn)行靜力學(xué)或瞬態(tài)分析生成單元文件，參見“有預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析”。如果預(yù) 應(yīng)力效果選項(xiàng)

14、是打開的，同時(shí)要求當(dāng)前及隨后的求解過程中質(zhì)量矩陣LUMPM的設(shè)置應(yīng)和靜力分析中質(zhì)量矩陣的設(shè)置必須一致。注意一在有預(yù)應(yīng)力的周期對(duì)稱單元如 PLANE2刑SHELL61上只可以加軸對(duì)稱 載荷。§1.7.2.8 其它模態(tài)分析選項(xiàng)完成了模態(tài)分析選項(xiàng) <Modal Analysis Option ）對(duì)話框中的選擇后，單 擊OK接著彈出一個(gè)對(duì)應(yīng)于于指定的模態(tài)提取方法的選項(xiàng)對(duì)話框，是以下選擇 域的組合：-域：FREQB FREQE指定感興趣的模態(tài)頻率范圍。FREQ域指定第一頻移點(diǎn) <低頻）一特征值收斂最快的點(diǎn)。在大多數(shù)情況下 不需要設(shè)置這個(gè)域，其缺省值為 -1 。-域：PRMODE輸出

15、的縮減模態(tài)數(shù)。設(shè)置此選項(xiàng)后，在輸出文件<Jobname.out）中會(huì)列出所設(shè)置數(shù)目的縮減振 型。該選項(xiàng)只對(duì)縮減法有效。-域：Nrmkey關(guān)于振型歸一化的設(shè)置。有兩種選擇：相對(duì)于質(zhì)量矩陣 M 和單位化 I 。 如果在模態(tài)分析后進(jìn)行譜分析或模態(tài)疊加法分析，則應(yīng)該選擇相對(duì)于質(zhì)量陣 M 進(jìn)行歸一化處理。為了在隨后得到各階模態(tài)的最大響應(yīng) <模態(tài)響應(yīng)），須用模態(tài) 系數(shù)去乘振型。實(shí)現(xiàn)的方法是用*GET命令 < 在譜分析完成后）查到模態(tài)系數(shù)并在 SET命令中將模態(tài)系數(shù)用做比例因子。-域：RIGID設(shè)置提取對(duì)已知有剛體運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行子空間迭代分析時(shí)的零頻振型。只適 用于 Subspace和 Po

16、werDynamics法。-域：SUBOPT指定多種子空間迭代選項(xiàng)。詳細(xì)情況參見 vvANSY命令參考手冊(cè) >>。只適用 于 Subspace和 PowerDynamics法。-域：CEkey指定處理約束方程的方法?？蛇x用的方法： Direct eliminationmethode直接消去法）、Lagra nge multiplier（quick>method< 快速拉格朗日乘 子法）、 Lagrange multiplier（accurate>method< 精確拉格朗日乘子法）。該 選項(xiàng)只適用于分塊 Lanczos 法。 <參見“循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)

17、分析”部分的表 8 “CE處理法”。）§ 定義主自由度在模態(tài)分析中，有時(shí)需要指定主自由度，并且只適用于縮減法。主自由度 <M自由度vDOF ）指能描述結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的“重要的”自由度。主自由度 <DOF選取的規(guī)則是選擇至少是感興趣的模態(tài)階數(shù)的一倍數(shù)目的主自由度 <DOF。建議用命令M,MGEN據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特牲的了解定義盡可能多的 M自由度<DOF，并用命令TOTAL讓程序按照剛度/質(zhì)量比選取一些附加的主 自由度。用命令MLIST可以列出已定義的 M自由度<DOF，用命令MDELE可 以刪除無關(guān)的M自由度<DOF。關(guān)于主自由度的更詳細(xì)內(nèi)容參見“矩

18、陣縮減” 部分。命令：MGUI: Main Menu>Solution>Master DOFs>-User Selected-Define§ 在模型上加載荷在典型的模態(tài)分析中唯一有效的“載荷”是零位移約束。< 如果在某個(gè)自由度<DOF處指定了一個(gè)非零位移約束，程序?qū)⒁粤阄灰萍s束替代在該自由度 <DOF處的設(shè)置）。可以施加除位移約束之外的其它載荷，但它們將被忽略< 見下面的說明）。在未加約束的方向上，程序?qū)⒔馑銊傮w運(yùn)動(dòng)<零頻）以及高階<非零頻）自由體模態(tài)。下表給出了施加位移約束的命令。載荷可以加在實(shí)體模 型<點(diǎn)、線、面）上或加

19、在有限元模型 <點(diǎn)和單元）上。參見ANSY基本分析 過程指南 >>第2章關(guān)于實(shí)體模型加載-有限元加載的比較的探討。注意一其它類型的載荷一力，壓力，溫度，加速度等一可以在模態(tài)分析中 指定，但在模態(tài)提取時(shí)將被忽略。程序會(huì)計(jì)算出相應(yīng)于所加載荷的載荷向量， 并將這些向量寫到振型文件Job name.MODI中以便在模態(tài)疊加法諧響應(yīng)分析或 瞬態(tài)分析中使用。模態(tài)分析中可施加的載荷載荷形式Displaceme nt(UX,UY,約UZ,ROTX,ROTY,ROTZ> 束GUI途徑MainMe nu>Solutio n>-Loads-Apply>-Structural

20、-Displacement在分析過程中，可以施加、刪除載荷或進(jìn)行載荷列表、載荷間運(yùn)算§ 用命令加載F表列出了在模態(tài)分析中可以用來加載的命令。模態(tài)分析中的加載命令載荷形式Displaceme nt實(shí)體或FE模型 體模型實(shí)體模型 實(shí)體模型FE模型圖素關(guān)鍵點(diǎn)線面節(jié)點(diǎn)施加DKDLDAD列表運(yùn)算加載設(shè)置刪除DKDELEDKLIST DTRAN DLDELEDLLIST DTRANDADELEDALIST DTRAN DDELEDLIST DSCALEDSYM,DCU§ 1.742利用GUI施加載荷所有的載荷操作 <除了列表）均可通過一系列的下拉菜單選取。在求解菜單 中選取載荷操

21、作類型vApply、Delete等），然后選載荷類型vDisplacement、 Force等），最后選取將施加載荷的對(duì)象 vkeypoint、line、node等）。比如要在一條線上施加位移載荷，則可按如下 GUI途徑實(shí)現(xiàn):GUI: Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-Displacement>On Lines§ 1.743載荷列表可按如下GUI途徑列表顯示施加的載荷:GUI: UtilityMen u>List>Loads>loadtype§ 指定載荷步選項(xiàng)模態(tài)分析中唯一可用的

22、載荷步選項(xiàng)是阻尼選項(xiàng)，如下表所示載荷步選項(xiàng)選項(xiàng)命令阻尼 < 動(dòng)力學(xué)）選項(xiàng)1 , A Main Menu>Solution>-LoadALPHADTime/Freque nc>Damp ingStepOpts-BETAD Main Menu>Solution>-LoadStepOpts-n 匚 1 tvTime/Freque nc>Damp ing7 十 Ma in Men u>Solutio n>-Load DMPRATStepOpts-Time/Freque nc > Damp ingMai n Men u>Solutio n

23、>-LoadStepOpts-GUI途徑Alpha< 質(zhì)量）阻尼Beta< 剛度）阻尼 恒定阻尼 比材料阻尼比MP,DAMP)ther>Cha nge Mat Props>-Temp Depe nde nt-Poly no mial阻尼只在有阻尼的模態(tài)提取法中使用，在其它模態(tài)提取法中阻尼將被忽 略。如果模態(tài)分析存在阻尼并指定阻尼模態(tài)提取方法，那么計(jì)算出的特征值將 是復(fù)數(shù)解。詳細(xì)內(nèi)容參見“模態(tài)提取法”介紹，同時(shí)請(qǐng)參閱“瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分 析”中關(guān)于阻尼的介紹。注意一如果在模態(tài)分析后將進(jìn)行單點(diǎn)響應(yīng)譜分析，則在這樣的無阻尼模態(tài) 分析中可以指定阻尼。雖然阻尼并不影響特征值解，但

24、它將被用于計(jì)算每個(gè)模 態(tài)的有效阻尼比，此阻尼比將用于計(jì)算譜產(chǎn)生的響應(yīng)。參見“譜分析”中的討 論。§1.7.6 參與系數(shù)表輸出參與系數(shù)表列表顯示提取的每個(gè)模態(tài)的參與系數(shù)、模態(tài)系數(shù)和質(zhì)量分布百 分?jǐn)?shù)。在總體直角坐標(biāo)系三個(gè)軸向和轉(zhuǎn)動(dòng)方向上，均假定施加單位位移譜激 勵(lì)，就計(jì)算出參與系數(shù)和模態(tài)系數(shù)。同時(shí)，列表顯示縮減質(zhì)量分布。當(dāng)使用實(shí) 特征值模取方法 如子空間法、分塊Lanczos法或QR阻尼法）進(jìn)行模態(tài)分析 時(shí)，將計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)參與系數(shù)。注意-你可以執(zhí)行*GET命令獲取一個(gè)參與系數(shù)或模態(tài)系數(shù)。參與系數(shù)或模 態(tài)系數(shù)適用于在最后應(yīng)用的坐標(biāo)系3- D分析繞Z軸旋轉(zhuǎn)）方向上定義的激勵(lì) 假定為單位位移譜）。

25、為了獲取其他方向上的參與系數(shù)或模態(tài)系數(shù)，在指定方 向上SED定義激勵(lì)譜，執(zhí)行譜分析，然后執(zhí)行*GET命令獲取一個(gè)參與系數(shù)或 模態(tài)系數(shù)。§1.7.7 求解將數(shù)據(jù)庫(kù)備份到文件中。這樣便可在重新進(jìn)入ANSYSB用命令RESUM來恢復(fù)以前建的模型。開始求解計(jì)算：命令： SOLVEGUI：Main MenuSolution-Solve-Current LS§1.7.7.1 輸出求解輸出內(nèi)容主要是固有頻率，固有頻率被寫到輸出文件Job name.OUT及振型文件Jobname.MOD中。輸出內(nèi)容中也可以包含縮減的振型和參與系數(shù)表，這 取決于對(duì)分析選項(xiàng)和輸出控制的設(shè)置。因?yàn)檎裥同F(xiàn)在還沒有

26、被寫到數(shù)據(jù)庫(kù)或結(jié) 果文件中，因此還不能對(duì)結(jié)果進(jìn)行后處理。要進(jìn)行后處理，則還需對(duì)模態(tài)進(jìn)行 擴(kuò)展 后面將進(jìn)行解釋）。§ 子空間vSubspace）模態(tài)提取法的輸出如果采用子空間模態(tài)提取法，那么在輸出內(nèi)容中可能會(huì)看到這樣的警告：“STURM number = n should be m” , n和m是整數(shù)，表示某階模態(tài)被 漏掉了，或者第m階和第n階模態(tài)的頻率相同而要求輸出的只有第 m階模態(tài)。你可以用下面的兩個(gè)方法來檢查被漏掉的模態(tài)：使用更多的迭代向量和改 變特征值提取法的漂移點(diǎn)數(shù)值。下面簡(jiǎn)要闡述這兩種方法 <詳細(xì)內(nèi)容參見 vvANSYS!論參考手冊(cè)>>）。方法1:使用更多

27、的迭代向量為了使用更多的迭代向量，可以執(zhí)行命令 SUBOPT,NPADGUI方式則按下 列步驟進(jìn)行:1. 選擇菜單路徑 Main Menu>Solution>Analysis Options ，彈出 ModalAnalysis 對(duì)話框；2. 選擇SUBSPACE取法，指定提取的模態(tài)數(shù)目，然后單擊OK按鈕，彈出Subspace Modal Analysis 對(duì)話框。3. 改變NPAD域的數(shù)值，然后單擊 OK按鈕。 方法 2:改變特征值提取法的漂移點(diǎn)數(shù)值為了改變特征值提取法的漂移點(diǎn)數(shù)值，可以執(zhí)行命令MODOPT,FREQBGUI方式則按下列步驟進(jìn)行:1. 選擇菜單路徑 Main Men

28、u>Solution>Analysis Options ，彈出 ModalAnalysis 對(duì)話框；2. 選擇SUBSPACE取法，指定提取的模態(tài)數(shù)目，然后單擊OK按鈕，彈出Subspace Modal Analysis 對(duì)話框。3. 改變FREQ域的數(shù)值，然后單擊OK按鈕。如果采用的是阻尼模態(tài)提取法，求得的特征值和特征向量都是復(fù)數(shù)。特征 值的虛部代表固有頻率，實(shí)部是系統(tǒng)穩(wěn)定性的量度。如果采用的是QF阻尼模態(tài)提取法，求得的特征值是復(fù)數(shù)。但是，求得的實(shí)特征向量用于模態(tài)疊加法。§1.7.8 退出求解器現(xiàn)在必須退出求解器。命令: FINISHGUI:關(guān)閉Solution菜單&#

29、167; 1.8擴(kuò)展模態(tài)從嚴(yán)格意義上講，“擴(kuò)展”這個(gè)詞意味著將縮減解擴(kuò)展到完整的自由度集 上?！翱s減解”常用主自由度表達(dá)。而在模態(tài)分析中，我們用“擴(kuò)展”這個(gè)詞 指將振型寫入結(jié)果文件。也就是說，“擴(kuò)展模態(tài)”不僅適用于縮減模態(tài)提取方 法得到的縮減振型，而且也適用于其它模態(tài)提取方法得到的完整振型。因此， 如果想在后處理器中察看振型，必須先擴(kuò)展之 <也就是將振型寫入結(jié)果文件）。譜分析中同樣要求進(jìn)行模態(tài)擴(kuò)展。在單點(diǎn)響應(yīng)譜分析 <SPOPT,SPRS和動(dòng)力 學(xué)設(shè)計(jì)分析方法vSPOPTQDAM中，模態(tài)擴(kuò)展可以放在譜分析之后按命令 MXPAN中設(shè)置的閥值SIGNIF有選擇地進(jìn)行。如要將模態(tài)擴(kuò)展放在

30、譜分析之后 進(jìn)行，請(qǐng)?jiān)凇?Mode analysisoptions<模態(tài)分析選項(xiàng)）” vMODOPT對(duì)話框中的“ mode expansio*模態(tài)擴(kuò)展）”欄vMXPAND選NO模態(tài)疊加法不需要擴(kuò) 展模態(tài)。§ 注意要點(diǎn)模態(tài)擴(kuò)展要求振型文件 Jobname.MOD、文件Jobname.EMA、Jobname.ESAV及Jobname.TRI<U果采用縮減法）必須存在。數(shù)據(jù)庫(kù)中必須包含和解算模態(tài)時(shí)所用模型相同的分析模型。§ 擴(kuò)展模態(tài)1. 重新進(jìn)入ANSY瞇解器。命令：/SOLUGUI:Main Men u>Solutio n注意一在擴(kuò)展處理前必須 <用命令

31、FINISH）明確地離開求解器并重新進(jìn)入求 解器。2. 激活擴(kuò)展處理及相關(guān)選項(xiàng)。ANSYS1供的擴(kuò)展處理選項(xiàng)有：選項(xiàng)Expa nsion PassOn/OffNo. of Modes toExpa ndFreq. Range for命令GUI途徑Main Me nu>Solutio n>-A nalysisType-EXPAS電xpansionPassMai n Me nu>Solutio n>-LoadStep Opts-> Expand ModesMXPANDain Me nu>Solutio n>-LoadStep Opts擴(kuò)展處理選項(xiàng)Expa

32、nsionExpa nsion Pass> Expa nd ModesStress Calc.Mai n Me nu>Solutio n>-LoadStep Opts -On/OffMXPANExpa nsion Pass> Expa nd Modes-選項(xiàng)：ExpansionPass On/OffEXPASS選擇ON打開）。選項(xiàng)：Number of Modes to Expand MXPAND,NMODE指定要擴(kuò)展的模態(tài)數(shù)。記?。褐挥薪?jīng)過擴(kuò)展的模態(tài)可在后處理器 中進(jìn)行觀察。缺省為不進(jìn)行模態(tài)擴(kuò)展。選項(xiàng)：Frequency Range for Expansion MXPA

33、ND,FREQB,FREQE這是另一種控制要擴(kuò)展的模態(tài)數(shù)的方法。如果指定了一個(gè)頻率范圍，那么只有該頻率范圍內(nèi)的模態(tài)會(huì)被擴(kuò)展。選項(xiàng)：StressCalculationsOn/Off MXPAN,D Elcalc如果準(zhǔn)備在模態(tài)分析后進(jìn)行譜分析并對(duì)產(chǎn)生譜的應(yīng)力和力感興趣 則打開<ON此選項(xiàng)。模態(tài)分析中的“應(yīng)力”并不代表結(jié)構(gòu)中的實(shí)際應(yīng)力，而只 是給出一個(gè)各階模態(tài)之間相對(duì)的應(yīng)力分布的概念。缺省為不計(jì)算應(yīng)力。3. 指定載荷步選項(xiàng)。模態(tài)擴(kuò)展處理中唯一有效的選項(xiàng)是輸出控制： Prin ted Output此選項(xiàng)用來設(shè)置在輸出文件Jobname.OU沖包含所有的結(jié)果數(shù)據(jù)< 擴(kuò)展得到的振型，應(yīng)力，力）

34、。命令：OUTPRGUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>Solu Prin tout Database and results file output此選項(xiàng)用來控制結(jié)果文件Job name.RST中包含的數(shù)據(jù)。OUTRE中 的FREQ域只可為ALL或NONE即要么輸出所有模態(tài)要么不輸出任何模態(tài)的數(shù) 據(jù)。比如，不可能輸出每隔一階的模態(tài)信息。命令：OUTRESGUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>DB/Results File4

35、. 開始擴(kuò)展處理擴(kuò)展處理的輸出包括已擴(kuò)展的振型，而且還可以要求包含各階模態(tài)的相對(duì)應(yīng) 力分布。命令： SOLVEGUI：Main Menu>Solution>Gurrent LS5. 如須擴(kuò)展另外的模態(tài) <如不同頻率范圍的模態(tài)）請(qǐng)重復(fù)步驟 2、3 和 4。 每一次擴(kuò)展處理在結(jié)果文件中存儲(chǔ)為單獨(dú)的載荷步。譜分析要求所有的擴(kuò)展模 態(tài)保存在一個(gè)載荷步中。在單點(diǎn)響應(yīng)譜分析 <SPOPT,SPRS和動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)分析方 法vSPOPTQDAM中，模態(tài)擴(kuò)展可以放在譜分析之后按命令 MXPAN 中設(shè)置的重 要性因子SIGNIF值進(jìn)行。如要將模態(tài)擴(kuò)展放在譜分析之后進(jìn)行，請(qǐng)?jiān)凇?Mode an

36、alysis options<模態(tài)分析選項(xiàng)）” vMODOPT對(duì)話框中的“ mode expansion< 模態(tài)擴(kuò)展）”欄 vMXPAND選 NO6. 離開SOLUTION現(xiàn)在可以在后處理器中觀察結(jié)果了。命令：FINISHGUI:關(guān)閉Solution菜單注意一擴(kuò)展處理在這里是做為一個(gè)單獨(dú)的階段。但如果在模態(tài)求解階段即 包含了 MXPAN命令，程序就將不僅解出特征值和特征向量，而且擴(kuò)展指定的 振型。§1.9 觀察結(jié)果模態(tài)分析的結(jié)果 <即模態(tài)擴(kuò)展處理的結(jié)果）被寫入到結(jié)構(gòu)分析結(jié)果文件Job name.RST中。分析結(jié)果包括：固有頻率擴(kuò)展振型相對(duì)應(yīng)力和力分布 <如要求

37、輸出了）?？梢栽赑OST1/POST1即普通后處理器中觀察模態(tài)分析的結(jié)果。模態(tài)分析 的一些常用后處理操作將在下面予以描述。關(guān)于后處理功能的完整描述參見 vvANSY基本過程指南 >>的第4章。§1.9.1 注意要點(diǎn)如要在POST中觀察結(jié)果，則數(shù)據(jù)庫(kù)中必須包含和求解時(shí)相同的模型 結(jié)果文件Jobname.RST必須存在。§1.9.2 觀察結(jié)果數(shù)據(jù)的過程：1. 讀入合適子步的結(jié)果數(shù)據(jù)。每階模態(tài)在結(jié)果文件中被存為一個(gè)單獨(dú)的子 步。比如擴(kuò)展了 6 階模態(tài)，結(jié)果文件中將有由 6 個(gè)子步組成的一個(gè)載荷步。命令： SET,SBSTEPGUI：Main Menu>Gener

38、al Postproc>-Read Results-substep2. 執(zhí)行任何想做的POST1操作。常用的模態(tài)分析POST1操作如下：§1.9.3 選項(xiàng)：列表顯示所有頻率用于列出所有已擴(kuò)展模態(tài)對(duì)應(yīng)的頻率。下面是一個(gè)該命令輸出結(jié)果的例子： *INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE* SETTIME/FREQLOADSTEPSUBSTEPCUMULATIVE 122.973111240.476122378.0821334188.34144命令： SET,LISTGUI： Main Menu>General Postproc>List Re

39、sults>ResultsSummary§1.9.4 選項(xiàng)：圖形顯示 變形命令： PLDISPGUI： Main Menu>General Postproc>Plot Results>DeformedShape用PLDISP命令的KUND域可設(shè)置將未變形形狀疊加在顯示結(jié)果中§1.9.5 選項(xiàng)：列表顯示主自由度命令： MLIST,ALLGU I：Main Menu>Solution>Master DOFs>List ALL注意一如要用圖形方式顯示主自由度，請(qǐng)選擇繪制出模型中的節(jié)點(diǎn)vGUI途徑 UtilityMenu>Plot&g

40、t;Nodes或命令 NLIST）。§1.9.6 選項(xiàng)：線單元結(jié)果命令： ETABLEGUI：Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table對(duì)線單元，象梁、桁條和管子，可以用 ETABLE命令獲得導(dǎo)出數(shù)據(jù) <應(yīng)力、應(yīng)變等）。結(jié)果數(shù)據(jù)通過一個(gè)標(biāo)識(shí)字和一個(gè)ETABLE命令中的順序號(hào)或部件名組合起來加以區(qū)分。詳細(xì)內(nèi)容參見 vvANSY基本分析過程指南 >>對(duì)于 ETABLE的 討論。§1.9.7 選項(xiàng)：等值圖顯示 結(jié)果項(xiàng)命令：PLNSOI或 PLESOLGUI： Main Menu&g

41、t;General PostProc>Plot Results>-Contour Plot-Nodal Solu 或 Element Solu使用這些選項(xiàng)可繪制幾乎所有結(jié)果項(xiàng)的等值線圖，如應(yīng)力<SX， SY，SZ）、應(yīng)變 vEPELX EPELY EPELZ）和位移 <UX UY UZ）。PLNSO和 PLESOI命令的KUN域可用來設(shè)置將未變形形狀疊加在顯示結(jié)果 中。繪制單元表數(shù)據(jù)和線單元數(shù)據(jù)的等值線：命令： PLETAB,PLLSGUI： Main Menu>General Postproc>Element Tabe>Plot Element Ta

42、bleMain Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot-LineElemRes注意-命令PLNSO會(huì)對(duì)節(jié)點(diǎn)處的導(dǎo)出數(shù)據(jù)如應(yīng)力和應(yīng)變?nèi)∑骄?。這種平 均會(huì)導(dǎo)致在不同材料單元、不同的殼厚度、或其它不連續(xù)性出現(xiàn)處的節(jié)點(diǎn)上出 現(xiàn)“污損”值。為了避免出現(xiàn)這種污損效應(yīng)，在使用命令 PLNS O前應(yīng)該用選 擇功能vvvANSY基本分析過程指南 >>第7章所述的）先選中同種材料的單元， 同樣厚度的殼等。§1.9.9 選項(xiàng)： 列表顯示結(jié)果項(xiàng)命令：PRNSO節(jié)點(diǎn)結(jié)果）PRESOL一個(gè)單元接一個(gè)單元的結(jié)果）PRRSOL反

43、作用數(shù)據(jù)）等GUI: Main Menu>General Postproc>List Results>solution optionMain Menu>General Postproc>List Results>-SortedListing-SortNodes或 Sort Elems用NSOPT和ESORT命令可在列表之前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序。§1.9.10 其它功能許多其它的后處理功能如將結(jié)果映象到一個(gè)路徑上和載何工況 <Load case）組合等，在POST1中均可使用。詳情參見<<ANSY基本分析過程指 南 >>。關(guān)于命令 ANTYPE MODOPTM TOTAL EXPASS MXPANDSET及 PLDISP的 論述參見vvANSY命令參考手冊(cè)>>。§