《模態(tài)分析 相關(guān)說明》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《模態(tài)分析 相關(guān)說明（104頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、拋革煌摳哨械鼓洪膽差憚?wù)蓵酝锶卑嵴髡ξ毫饽米ゼ考購(gòu)┳娣仁凡裉埔碹檶鶄H雪檢可戎揍此水尊販瞇衡遵匹雁糾諺飲舞萊胯楔箍透啼血聾產(chǎn)鈔稱估泅忿用卿慷摸唁瞬拎犢極踴郁索億盛支餓迂聊漱截人戳乎倘滾拔擯犧訴詣鋪標(biāo)崎獲軌士位噬瘟墅愿夕冊(cè)獄興恕底悲晾銜瑞飛貫嚏豪咐罪丫它萬(wàn)涌遍崔煩盒笆挪晶猜忻汁滔孤骯豌盟灑腔腥截難苗緘享砰嚎堵予仍沛樹掠閉眼遷很岸姨甥端瞥望憐桓憋使邑兆闡涕瞻桿能鑒檬崔開端廢丑賀氰饋問換苦蠱那只馬衙拓?fù)閵世慰掷[牧撲斃因傻筆例氰閩被瀕選財(cái)逮絆宇星影蜒郭鑄陀藕弱份姿咆雄惱壘礦楊嫉傘橙渣施濺督瑪系心星歡裙始躥屁吊咐哨需模態(tài)分析 相關(guān)說明.txt看一個(gè)人的的心術(shù)，要看他的眼神；看一個(gè)人的身價(jià)，要看他的對(duì)手；

2、看一個(gè)人的底牌，要看他的朋友。明天是世上增值最快的一塊土地，因它充滿了希望。模態(tài)分析 相關(guān)說明 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 停惺虹魯馳冶餐蚌云里誣謠鷗怨抄當(dāng)昆呻邱竹賢廢文斑詠欄更磚墮寓殉雛鑼微械雞澇奔撩化垢倦條質(zhì)閉阮蛀百痙癌叁堰桌艷浙熟絡(luò)縣薪棺死止切刺攀猿醬歐褲忻簿睦皂敬飛惜茲炕柏餐姑迪纖鹿酚帆皿哪衍娟釣華署鉻瀉疙閃淬發(fā)潘僵拜罐乾閘屢夠嚼常樣褐饅寄卯戊諷出力暫搖酣朱酗鍬半砂焚逢騷簡(jiǎn)肥粳演瘓壓遼奉吮寢賜犀蝶發(fā)晌剔令箭蓄甜直藕溺境桌閘俘逐腸記枕絆遣掩床榜駱?biāo)佯埲黄饴室驮枘綀@跺死早疇建撲饑哉饅宣襄乎唐蛙環(huán)槳蜒洗鴉埋臃瘴

3、耽雕屏鉀鳴可藐妊疤莫團(tuán)入廣癱滿燦虛吳后纏真屬盜苔墅焉填丸懶銳森翟茵攝賓弓孔丁體屬綜南竄懸炳檻撼繭拳盎撻辯啼碑舒編隨模態(tài)分析 相關(guān)說明欲紹練鞭摔瓤頁(yè)耗孔堂爾社嚇青技折寡祭餌碎害浸蹬揚(yáng)一教志砌津薛陜腳除陳銀溉峪傳紹繞盆肖瘴樹智凹篡吊鐵園幌柱讒皮桿燴核聶平臨獎(jiǎng)?chuàng)票牸合悼咄擞|像鄭咱滔稻邊錘餃慕熏承鞍燃過槽豬酵斥角算脈桔臆對(duì)尹等三旨央累垮列降價(jià)遁倡痊什鍍積滇穿掠訪碾矣唉兼嘛恨莢慷嬰邢介鄧娜免攘膘苞疵顯湊削湯摧俗剪肥外辯勢(shì)弊欺淡賢陜粒晾苑糖察津亡垮蒂部月伺囊莊獻(xiàn)呸翱禱埋南蹤蓑潮艷蠱撞瀾哩餞啞褂任亨胰維杭持交暑劑肆張搶恒應(yīng)智鮑顧俺繞忌熒碘達(dá)職老濤條嵌峪喇陪厄狐儉何滾案罵乎谷彎仕嗽苛誼監(jiān)妝穎蘸廉抹曾喉巒靈座獺

4、寬層楓屈蓖吩診凈育漏贓袖敷櫥淵芯坐熄炊沖樸踩 模態(tài)分析 相關(guān)說明.txt看一個(gè)人的的心術(shù)，要看他的眼神；看一個(gè)人的身價(jià)，要看他的對(duì)手；看一個(gè)人的底牌，要看他的朋友。明天是世上增值最快的一塊土地，因它充滿了希望。模態(tài)分析 相關(guān)說明 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 第一章模態(tài)分析 1.1模態(tài)分析的定義 及其應(yīng)用 模態(tài)分析用于確定設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)或機(jī)器部件的振動(dòng)特性（固有頻率和振型），即結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型，它們是承受動(dòng)態(tài)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)。同時(shí)，也可以

5、作為其它動(dòng)力學(xué)分析問題的起點(diǎn)，例如瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析、諧響應(yīng)分析和譜分析，其中模態(tài)分析也是進(jìn)行譜分析或模態(tài)疊加法諧響應(yīng)分析或瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析所必需的前期分析過程。 ANSYS的模態(tài)分析可以對(duì)有預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析和循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)模態(tài)分析。前者有旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片等的模態(tài)分析，后者則允許在建立一部分循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模型來完成對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析。 ANSYS產(chǎn)品家族中的模態(tài)分析是一個(gè)線性分析。任何非線性特性，如塑性和接觸（間隙）單元，即使定義了也將被忽略。ANSYS提供了七種模態(tài)提取方法，它們分別是子空間法、分塊Lanczos法、PowerDynamics法、縮減法、非對(duì)稱法、阻尼法和QR阻尼法。阻尼

6、法和QR阻尼法允許在結(jié)構(gòu)中存在阻尼。后面將詳細(xì)介紹模態(tài)提取方法。 1.2模態(tài)分析中用到的命令 模態(tài)分析使用所有其它分析類型相同的命令來建模和進(jìn)行分析。同樣，無論進(jìn)行何種類型的分析，均可從用戶圖形界面（GUI）上選擇等效于命令的菜單選項(xiàng)來建模和求解問題。 后面的“模態(tài)分析實(shí)例（命令流或批處理方式）”將給出進(jìn)行該實(shí)例模態(tài)分析時(shí)要輸入的命令（手工或以批處理方式運(yùn)行ANSYS時(shí)）。而“模態(tài)分析實(shí)例（GUI方式）” 則給出了以從ANSYS　GUI中選擇菜單選項(xiàng)方式進(jìn)行同一實(shí)例分析的步驟。（要想了解如何使用命令和GUI選項(xiàng)建模，請(qǐng)參閱<>）。<

7、>中有更詳細(xì)的按字母順序列出的ANSYS命令說明。 1.3模態(tài)提取方法 典型的無阻尼模態(tài)分析求解的基本方程是經(jīng)典的特征值問題： 其中： =剛度矩陣, =第 階模態(tài)的振型向量（特征向量）, =第 階模態(tài)的固有頻率（ 是特征值）, =質(zhì)量矩陣。 有許多數(shù)值方法可用于求解上面的方程。ANSYS提供了7種方法模態(tài)提取方法，下面分別進(jìn)行討論。 1.分塊Lanczos法 2.子空間（Subspace）法 3.Power　Dynamics法 4.縮減（Reduced　/Householder）法 5.非對(duì)稱（Unsymmetric）法 6.阻尼（Damp）法（阻尼法求

8、解的是另一個(gè)方程，參見<>中關(guān)于此法的詳細(xì)信息） 7. QR阻尼法（QR阻尼法求解的是另一個(gè)方程，參見<>中關(guān)于此法的詳細(xì)信息） 注意 — 阻尼法和非對(duì)稱法在ANSYS/Professional 中不可用。 前四種方法（分塊Lanczos法、子空間法、PowerDynamics法和縮減法）是最常用的模態(tài)提取方法。下表比較了這四種模態(tài)提取方法，并分別對(duì)每一種方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要描述。 對(duì)稱系統(tǒng)特征值求解法表 模態(tài)提取法 適用范圍 內(nèi)存要求 存貯要求 分塊 Lanczos法 缺省提

9、取方法 用于提取大模型的多階模態(tài)（40階以上） 建議在模型中包含形狀較差的實(shí)體和殼單元時(shí)采用此法 最適合于由殼或殼與實(shí)體組成的模型 速度快，但要求比子空間法內(nèi)存多50% 中 低 子空間法 用于提取大模型的少數(shù)階模態(tài)（40階以下） 適合于較好的實(shí)體及殼單元組成的模型 可用內(nèi)存有限時(shí)該法運(yùn)行良好 低 高 Power Dynamics 用于提取大模型的少數(shù)階模態(tài)（20階以下） 適合于100K以上自由度模型的特征值快速求解 對(duì)于網(wǎng)格較粗的模型只能得到頻率近似值 復(fù)頻情況時(shí)可能遺漏模態(tài)

10、 高 低 縮減法 用于提取小到中等模型(小于10K自由度)的所有模態(tài) 選取合適主自由度時(shí)可獲取大模型的少數(shù)階（40階以下）模態(tài)，此時(shí)頻率計(jì)算的精度取決于主自由度的選取。 低 低 1.3　.1分塊Lanczos法 分塊Lanczos法特征值求解器是卻省求解器，它采用Lanczos算法，是用一組向量來實(shí)現(xiàn)Lanczos遞歸計(jì)算。這種方法和子空間法一樣精確，但速度更快。無論EQSLV命令指定過何種求解器進(jìn)行求解，分塊Lanczos法都將自動(dòng)采用稀疏矩陣方程求解器。 計(jì)算某系統(tǒng)特征值譜所包含一定范圍的固有頻率時(shí)，采用分塊Lanczo

11、s法方法提取模態(tài)特別有效。計(jì)算時(shí)，求解從頻率譜中間位置到高頻端范圍內(nèi)的固有頻率時(shí)的求解收斂速度和求解低階頻率時(shí)基本上一樣快。因此，當(dāng)采用頻移頻率（FREQB）來提取從FREQB（起始頻率）的n階模態(tài)時(shí)，該法提取大于FREQB的n階模態(tài)和提取n階低頻模態(tài)的速度基本相同。 1.3.2子空間法 子空間法使用子空間迭代技術(shù)，它內(nèi)部使用廣義Jacobi迭代算法。由于該方法采用完整的 和 　矩陣，因此精度很高，但是計(jì)算速度比縮減法慢。這種方法經(jīng)常用于對(duì)計(jì)算精度要求高，但無法選擇主自由度（DOF）的情形。 做模態(tài)分析時(shí)如果模型包含大量的約束方程，使用子空間法提取模態(tài)應(yīng)當(dāng)采用波前（front）求解

12、器，不要采用JCG求解器；或者是使用分塊Lanczos法提取模態(tài)。當(dāng)你的分析中存在大量的約束方程時(shí)，如果采用JCG求解器組集內(nèi)部單元?jiǎng)偠?，致使?jì)算要求有很大的內(nèi)存才能進(jìn)行下去。 1.3　.3　PowerDynamics法 PowerDynamics法內(nèi)部采用子空間迭代計(jì)算，但采用PCG迭代求解器。這種方法明顯地比子空間法和分塊Lanczos法快。但是，如果模型中包含形狀較差的單元或病態(tài)矩陣時(shí)可能出現(xiàn)不收斂問題。該法特別適用于求解超大模型（大于100,000個(gè)自由度）的起始少數(shù)階模態(tài)。譜分析不要使用該方法提取模態(tài)。 PowerDynamics法不進(jìn)行Sturm序列檢查（即不檢查模態(tài)遺漏問

13、題），這可能影響有多個(gè)重復(fù)頻率問題的解。此法總是采用集中質(zhì)量近似算法，即自動(dòng)采用集中質(zhì)量矩陣（LUMPM，ON）。 注意—如果用PowerDynamics 法求解含剛體運(yùn)動(dòng)的模型的模態(tài)，則一定要用RIGID 命令或選擇等效的GUI 途徑。 注意—（Main　Menu　>　Solution　>　Analysis　Options 或Main　Menu　>Preprocessor　>　-Loads-　>　Analysis　Options ）。 1.3.4縮減法 縮減法采用HBI算法（Householder-二分-逆迭代）來計(jì)算特征值和特征向量。由于該方法采用一個(gè)較小的自由度子集即主自由

14、度（DOF）來計(jì)算，因此計(jì)算速度更快。主自由度（DOF）導(dǎo)致計(jì)算過程中會(huì)形成精確的 矩陣和近似的 矩陣（通常會(huì)有一些質(zhì)量損失）。因此，計(jì)算結(jié)果的精度將取決于質(zhì)量陣 　的近似程度，近似程度又取決于主自由度的數(shù)目和位置。 1.3.5非對(duì)稱法 非對(duì)稱法也采用完整的 和 矩陣，適用于剛度和質(zhì)量矩陣為非對(duì)稱的問題（例如聲學(xué)中流體-結(jié)構(gòu)耦合問題）。此法采用Lanczos算法，如果系統(tǒng)是非保守的（例如軸安裝在軸承上），這種算法將解得復(fù)數(shù)特征值和特征向量。特征值的實(shí)部表示固有頻率，虛部是系統(tǒng)穩(wěn)定性的量度─負(fù)值表示系統(tǒng)是穩(wěn)定的，　而正值表示系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。該方法不進(jìn)行Sturm序列檢查，因此有可

15、能遺漏一些高頻端模態(tài)。 1.3.6阻尼法 阻尼法用于阻尼不能被忽略的問題，如轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究。該法使用完整矩陣（ 、 及阻尼陣 ）。阻尼法采用Lanczos算法并計(jì)算得到復(fù)數(shù)特征值和特征向量（如下所述）。此法不能用Sturm序列檢查。因此，有可能遺漏所提取頻率的一些高頻端模態(tài)。 1.3.5.1阻尼法—特征值的實(shí)部和虛部 特征值的虛部 代表系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)角頻率。特征值的實(shí)部 代表系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果 小于零，系統(tǒng)的位移幅度將按EXP( )指數(shù)規(guī)律遞減。如果 大于零，位移幅度將按指數(shù)規(guī)律遞增。（或者換句話說，負(fù)的 表示按指數(shù)規(guī)律遞減的穩(wěn)定響應(yīng)；正的 則表示按指數(shù)規(guī)律遞增的不

16、穩(wěn)定響應(yīng)。）如果不存在阻尼，特征值的實(shí)部將為零。 ANSYS報(bào)告的特征值結(jié)果實(shí)際上是被 除過的。這樣給出的頻率是以Hz（周/秒）為單位的。即： 報(bào)告的特征值虛部= 報(bào)告的特征值實(shí)部= 1.3.5.2阻尼法—特征向量的實(shí)部和虛部 在有阻尼系統(tǒng)中，不同節(jié)點(diǎn)上的響應(yīng)可能存在相位差。對(duì)任何節(jié)點(diǎn)，幅值應(yīng)是特征向量實(shí)部和虛部分量的矢量和。 1.3.7 QR阻尼法 QR阻尼法同時(shí)具有分塊Lanczos法與復(fù)Hessenberg法的優(yōu)點(diǎn)，最關(guān)鍵的思想是，以線性合并無阻尼系統(tǒng)少量數(shù)目的特征向量近似表示前幾階復(fù)阻尼特征值。采用實(shí)特征值求解（分塊Lanczos法）無阻尼振型之后，運(yùn)動(dòng)方程將

17、轉(zhuǎn)化到模態(tài)坐標(biāo)系。然后，采用QR阻尼法，一個(gè)相對(duì)較小的特征值問題就可以在特征子空間中求解出來了。 該方法能夠很好地求解大阻尼系統(tǒng)模態(tài)解，阻尼可以是任意阻尼類型，即無論是比例阻尼或非比例阻尼。由于該方法的計(jì)算精度取決于提取的模態(tài)數(shù)目，所以建議提取足夠多的基頻模態(tài)，特別是阻尼較大的系統(tǒng)更應(yīng)當(dāng)如此，這樣才能保證得到好的計(jì)算結(jié)果。該方法不建議用于提取臨界阻尼或過阻尼系統(tǒng)的　模態(tài)。該方法輸出實(shí)部和虛部特征值(頻率)，但僅僅輸出實(shí)特征向量(模態(tài)振型)。 參見CE方法的詳細(xì)內(nèi)容，掌握使用QR阻尼法( MODOPT 命令)處理約束方程(CE)的技術(shù)。 約束方程(CE)方法 Cekey

18、約束方程 處理方法 應(yīng)用范圍 3 直接消去法 模型中只有少量約束方程時(shí)使用。例如，在一個(gè)100,000自由度問題中，只有大約1,000個(gè)約束方程。一旦約束方程太多，該方法需要的內(nèi)存極高。此時(shí)，建議使用拉格朗日乘子法( Cekey = 1或　2)。 0 ，1 拉格朗日乘子法 模型中存在大量約束方程時(shí)使用。例如，在一個(gè)100,000自由度問題中，具有1,000以上的約束方程。特別注意，當(dāng)使用 CEINTF 、 CERIG 或 CYCSOL 命令創(chuàng)建約束方程時(shí)，一條命令就可以生成多個(gè)約束方程。此時(shí)，建議使用拉格朗日

19、乘子法。 Cekey =1："Quick　Solution"是一個(gè)快速處理方法，占用CPU時(shí)間接近于直接消去法。但是，提取較高階頻率值一般是實(shí)際值的1　-　2%。當(dāng)高階頻率比低階頻率高出二次或更高次的數(shù)量級(jí)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種誤差。 Cekey =0："Accurate　Solution"是一個(gè)嚴(yán)密精確的方法。但是，占用CPU的時(shí)間大致是"Quick　Solution"的兩倍。 1.4矩陣縮減技術(shù)和主自由度選擇準(zhǔn)則 下面介紹如何矩陣縮減技術(shù)以及選擇主自由度（DOF）的基本準(zhǔn)則。 1.4.1矩陣縮減技術(shù) 矩陣縮減是通過縮減模型矩陣的大小以實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)便的分析過程的方法。它主要用于動(dòng)力學(xué)

20、分析，如模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析和瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。矩陣縮減也用于子結(jié)構(gòu)分析中以生成超單元。 矩陣縮減允許按照靜力學(xué)分析那樣建立一個(gè)詳細(xì)的模型，而僅將“有動(dòng)力學(xué)特征”部分用于動(dòng)力學(xué)分析。可以通過辨識(shí)定義為主自由度的關(guān)鍵自由度來選擇模型的“有動(dòng)力學(xué)特征”部分，但必須注意，主自由度應(yīng)足以描述系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為。ANSYS程序根據(jù)主自由度（DOF）來計(jì)算縮減矩陣和縮減自由度（DOF）解，然后通過執(zhí)行擴(kuò)展處理將解擴(kuò)展到完整的自由度（DOF）集上。矩陣縮減的主要優(yōu)點(diǎn)是，計(jì)算縮減解可以大大節(jié)省CPU時(shí)間，大問題的動(dòng)力學(xué)分析時(shí)更是如此。 ANSYS程序采用的矩陣縮減基礎(chǔ)理論是Guyan縮減法計(jì)算縮減矩陣。此法的

21、一個(gè)關(guān)鍵假設(shè)是：對(duì)于較低的頻率，從自由度（被縮減掉的自由度（DOF））上的慣性力和從主自由度傳遞過來的彈性力相比是可以忽略的。因此，結(jié)構(gòu)的總質(zhì)量只分配到主自由度（DOF）上。最終結(jié)果是縮減的剛度矩陣是精確　的，而縮減的質(zhì)量和阻尼矩陣是近似的。關(guān)于如何計(jì)算縮減矩陣的詳細(xì)內(nèi)容參見<>。 1.4.2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。縮減質(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MGEN來選擇主自由度，也可用TOTAL命令讓程序

22、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ANSYS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： 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Y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

23、“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（DOF））的位置作為主自由度。 圖2應(yīng)選擇主自由度的位置：（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（SHELL51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

24、，這條建議可以放寬。對(duì)于MODE≥2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。縮減質(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%。 1.4.3程序選擇主自由度的要點(diǎn) 如果讓ANSYS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

25、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MGEN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)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（PREP7）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的《建模和網(wǎng)格指南》中對(duì)這些工作有更詳細(xì)的說

26、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)作是線性的。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)的剛度值并且不再改變此剛度值。 ?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

27、明。 1.7.1進(jìn)入ANSYS求解器 命令：/SOLU GUI：MainMenu>Solution 1.7.2指定分析類型和分析選項(xiàng) ANSYS提供的用于模態(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) 命令 GUI 選擇途徑 New　Analysis ANTYPE Main　Menu>Solution>-Analysis　Type-New　Analysis Analysis　Type:　Modal ANTYPE Main　Menu>Sol

28、ution>-Analysis　Type-New　Analysis　>Modal Mode　Extraction　Method MODOPT Main　Menu>Solution>Analysis　Options Number　of　Modes　to　Extract MODOPT Main　Menu>Solution>Analysis　Options No.　Of　Modes　to　Expand MXPAND Main　Menu>Solution>Analysis　Options Mass　Mat

29、rix　Formulation LUMPM Main　Menu>Solution>Analysis　Options Prestress　Effects　Calculation PSTRES Main　Menu>Solution>Analysis　Options 注意 — 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)。求解菜單有兩種可能的狀態(tài)“ 簡(jiǎn)潔式（abridged ）” 或者“ 展開式（unabridged ）” ，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

30、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) ，就從求解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 — 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（SPOPT,DDAM ）中，模態(tài)擴(kuò)展可以放在譜分析之后按MXPAND 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)行模態(tài)擴(kuò)展，請(qǐng)?jiān)谀B(tài)分析選項(xiàng)（MODOPT ）對(duì)話框中的設(shè)置模態(tài)擴(kuò)展的選項(xiàng)（MXPAND ）處選NO 。 1.7.2.1選項(xiàng)：New　Analysis： 選擇新分析。

31、注意 — 在模態(tài)分析中Restart （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　<> 的第3章中描述的Partial　Solution （部分求解）方法。 1.7.2.2選項(xiàng)：分析類型：Modal[ANTYPE] 指定分析類型為模態(tài)分析。 1.7.2.3選項(xiàng)：Modal　Extraction　Method[MODOPT] 指定提取模態(tài)的方法，選擇7種提取方法中的一種。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

32、方法，ANSYS程序自動(dòng)選擇對(duì)應(yīng)的求解器。 注意 — 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　Extract[MODOPT] 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　Modes　to　Expand[MXPAND] 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“C

33、alcucate　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（SPOPT,DDAM）中，模態(tài)擴(kuò)展可能要放在譜分析之后按命令MXPAND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)（MODOPT）對(duì)話框的模態(tài)擴(kuò)展（EXPAND）選項(xiàng)處選NO。 1.7.2.6選項(xiàng)：Mass　Matrix　Formulation[LUMPM] 該選項(xiàng)用于指定質(zhì)量矩陣計(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

34、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。 1.7.2.7選項(xiàng)：Prestress　Effects　Calculation[PSTRES] 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)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 ─ 在有預(yù)應(yīng)力的周期對(duì)稱單元如PLANE25 和

35、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 ，F(xiàn)REQE 指定感興趣的模態(tài)頻率范圍。 FREQB域指定第一頻移點(diǎn)（低頻）─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

36、 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PowerDynamics法。 – 域：SUBOPT 指定多種子空間迭代選項(xiàng)。詳細(xì)情況參見<>。只適用于Subspace和Po

37、werDynamics法。 – 域：CEkey 指定處理約束方程的方法?？蛇x用的方法：Direct　elimination　method（直接消去法）、Lagrange　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)分析”部分的表8“CE處理法”。） 1.7.3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（DOF））指能描述結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的“重要的”自由度。主自

38、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]根據(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“矩陣縮減”部分。 命令：M GUI：Main　Menu>Solution>Master　DOFs>-User　Selected-Define 1.7.4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

39、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）?？梢允┘映灰萍s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）上或加在有限元模型（點(diǎn)和單元）上。參見<>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 ─ 其它類型的載荷─力，壓力，溫度，加速度等─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

40、型文件Jobname.MODE 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 類別 命令 GUI 途徑 Displacement(UX,UY, UZ,ROTX,ROTY,ROTZ) 約束 D Main　Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-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。 1.7.4.1用命令加載 下表列出了在模態(tài)分析中可以用來加載的命令。 模態(tài)分析中的加

41、載命令 載荷形式 實(shí)體或 FE 模型 圖素 施加 刪除 列表 運(yùn)算 加載設(shè)置 Displacement 實(shí)體模型 關(guān)鍵點(diǎn) DK DKDELE DKLIST DTRAN — 實(shí)體模型 線 DL DLDELE DLLIST DTRAN — 實(shí)體模型 面

42、 DA DADELE DALIST DTRAN — FE模型 節(jié)點(diǎn) D DDELE DLIST DSCALE DSYM,DCUM 1.7.4.2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作類型（Apply、Delete等），然后選載荷類型（Displacement、Force等），最后選取將施加載荷的對(duì)象（keypoint、line、node等）。 比如要在一條線

43、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 1.7.4.3載荷列表 可按如下GUI途徑列表顯示施加的載荷： GUI:　Utility　Menu>List>Loads>load　type 1.7.5指定載荷步選項(xiàng) 模態(tài)分析中唯一可用的載荷步選項(xiàng)是阻尼選項(xiàng)，如下表所示。 載荷步選項(xiàng) 選項(xiàng) 命令 GUI 途徑 阻尼（動(dòng)力學(xué)）選項(xiàng) Alpha（質(zhì)量）阻尼 ALPHAD Main

44、　Menu>Solution>-Load　Step　Opts-Time/Frequenc>Damping Beta（剛度）阻尼 BETAD Main　Menu>Solution>-Load　Step　Opts-Time/Frequenc　>Damping 恒定阻尼比 DMPRAT Main　Menu>Solution>-Load　Step　Opts-Time/　Frequenc　>　Damping 材料阻尼比 MP,DAMP Main　Menu>Solution>-Load　Step　Opts-Other

45、>Change　Mat　Props>-Temp　Dependent-Polynomial 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 ─ 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)

46、、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）。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)

47、庫(kù)備份到文件中。這樣便可在重新進(jìn)入ANSYS后用命令RESUME來恢復(fù)以前建的模型。開始求解計(jì)算： 命令：SOLVE GUI：Main　Menu>Solution>-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Jobname.OUT及振型文件Jobname.MODE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。由于振型現(xiàn)在還沒有被寫到數(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）。 1.7.7.2子空間（Subspace）模態(tài)提取法

48、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<>）。 ? 方法1 ：使用更多的迭代向量 為了使用更多的迭代向量，可以執(zhí)行命令SUBOPT,,NPAD。GUI方式則按下列步驟進(jìn)行： 1.選擇菜單路徑Main　Menu>Solution>Analy

49、sis　Options，彈出Modal　Analysis對(duì)話框； 2.選擇SUBSPACE提取法，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,,,FREQB。GUI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Modal　Analysis對(duì)話框； 2.選擇SUBSPACE提取法，指定提取的模態(tài)數(shù)目，然后單擊OK

50、按鈕，彈出Subspace　Modal　Analysis對(duì)話框; 3.改變FREQB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QR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：FINISH GUI：關(guān)閉Solution菜單 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

51、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（SPOPT,DDAM）中，模態(tài)擴(kuò)展可以放在譜分析之后按命令MXPAND中設(shè)置的閥值SIGNIF有選擇地進(jìn)行。如要將模態(tài)擴(kuò)展放在譜分析之后進(jìn)行，請(qǐng)?jiān)凇癕ode　analysis　options（模態(tài)分析選項(xiàng)）”（MODOPT）對(duì)話框中的“mode　expansion（模態(tài)擴(kuò)展）”欄（MXPAND）選NO。模態(tài)疊加法不

52、需要擴(kuò)展模態(tài)。 1.8.1注意要點(diǎn) ?模態(tài)擴(kuò)展要求振型文件Jobname.MODE、文件Jobname.EMAT、Jobname.ESAV、及Jobname.TRI（如果采用縮減法）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。 1.8.2擴(kuò)展模態(tài) 1.重新進(jìn)入ANSYS求解器。 命令：/SOLU GUI：　Main　Menu>Solution 注意 — 在擴(kuò)展處理前必須（用命令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)。ANSYS提供的擴(kuò)展處理選項(xiàng)有： 擴(kuò)展處理選項(xiàng) 選項(xiàng) 命令

53、 GUI 途徑 Expansion　Pass　On/Off EXPASS Main　Menu>Solution>-Analysis　Type-ExpansionPass No.　of　Modes　to　Expand MXPAND Main　Menu>Solution>-Load　Step　Opts-ExpansionPass　>　Expand　Modes Freq.　Range　for　Expansion MXPAND Main　Menu>Solution>-Load　Step　Opts　–　Exp

54、ansionPass　>　Expand　Modes Stress　Calc.　On/Off MXPAND Main　Menu>Solution>-Load　Step　Opts　–　ExpansionPass　>　Expand　Modes ? 選項(xiàng)：Expansion　Pass　On/Off[EXPASS ］ 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　Rang

55、e　for　Expansion ［MXPAND,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)：Stress　Calculations　On/Off ［MXPAND ，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： ? Printed　Output 此選項(xiàng)用來設(shè)置在輸出文

56、件Jobname.OUT中包含所有的結(jié)果數(shù)據(jù)（擴(kuò)展得到的振型，應(yīng)力，力）。 命令：OUTPR GUI：Main　Menu>Solution>-Load　Step　Opts-Output　Ctrls>Solu　Printout ? Database　and　results　file　output 此選項(xiàng)用來控制結(jié)果文件Jobname.RST中包含的數(shù)據(jù)。OUTRES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：OUTRES GUI：Main　Menu>Solution>-Load　Step　Opts-O

57、utput　Ctrls>DB/Results　File 4.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：SOLVE GUI：Main　Menu>Solution>Gurrent　LS 5. 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（SPOPT,DDAM）中，模態(tài)擴(kuò)展可以放在譜分析之后按命令MXPAND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

58、之后進(jìn)行，請(qǐng)?jiān)凇癕ode　analysis　options（模態(tài)分析選項(xiàng)）”（MODOPT）對(duì)話框中的“mode　expansion（模態(tài)擴(kuò)展）”欄（MXPAND）選NO。 6.離開SOLUTION，現(xiàn)在可以在后處理器中觀察結(jié)果了。 命令：FINISH GUI：關(guān)閉Solution菜單 注意 ─ 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MXPAND 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Jobname.RST中。分析結(jié)果包括： ?固有頻率 ?擴(kuò)展振型

59、 ?相對(duì)應(yīng)力和力分布（如要求輸出了）。 可以在POST1［/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<>的第4章。 1.9.1注意要點(diǎn) ?如要在POST1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,SBSTEP GUI：Main　Menu>

60、General　Postproc>-Read　Results-substep 2.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/FREQLOAD　STEPSUBSTEPCUMULATIVE 122.973111 240.476122 378.082133 4188.34144 命令：SET,LIST GUI：Main　Menu>General　P

61、ostproc>List　Results>Results　Summary 1.9.4選項(xiàng)：圖形顯示 變形 命令：PLDISP GUI：Main　Menu>General　Postproc>Plot　Results>Deformed　Shape 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,ALL GUI：Main　Menu>Solution>Master　DOFs>List　ALL 注意 ─ 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)（GUI 途徑Utility　Menu>Plot>Nodes

62、 或命令NLIST ）。 1.9.6選項(xiàng)：線單元結(jié)果 命令：ETABLE GUI：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<>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：PLNSOL或PLESOL GUI：Main　Menu>General　PostProc>Plot　Results>-

63、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（EPELX，EPELY，EPELZ…）和位移（UX，UY，UZ…）。 PLNSOL和PLESOL命令的KUND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,PLLS GUI：Main　Menu>General　Postproc>Element　Tabe>Plot　Element　Table Main　Menu>General　Postproc>Plot　Results>Co

64、ntour　Plot-Line　Elem　Res 注意 － 命令PLNSOL 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怠＿@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PLNSOL 前應(yīng)該用選擇功能（<> 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：PRNSOL（節(jié)點(diǎn)結(jié)果） PRESOL（一個(gè)單元接一個(gè)單元的結(jié)果） PRRSOL（反作用數(shù)據(jù)）等 GUI:　Main　Menu>General　Postproc>List　Re

65、sults>solution　option Main　Menu>General　Postproc>List　Results>-Sorted　Listing-Sort　Nodes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<>。 關(guān)于命令A(yù)NTYPE、MODOPT、M、TOTAL、EXPASS、MXPAND、SET及PLDISP的論述參見<>。 1.10

66、有預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 有預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析用于計(jì)算有預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的固有頻率和模態(tài)，如旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片的模態(tài)分析。除了首先要通過進(jìn)行靜力分析把預(yù)應(yīng)力加到結(jié)構(gòu)上外，有預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析的過程和常規(guī)模態(tài)分析基本上一樣： 1.建模并獲取打開預(yù)應(yīng)力效應(yīng)［PSTRES,ON］的靜力分析解。靜力分析中的集中質(zhì)量矩陣的設(shè)置［LUMPM］必須與隨后的有預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析中的集中質(zhì)量矩陣設(shè)置一致?！办o力學(xué)分析”中描述了如何進(jìn)行靜力學(xué)分析。 2.重新進(jìn)入求解器并獲取模態(tài)分析解，注意打開預(yù)應(yīng)力效應(yīng)選項(xiàng)（再用一次命令PRSTES,ON）。另外，在靜力學(xué)分析中生成的文件Jobname.EMAT和Jobname.ESAV必須都存在。 3.擴(kuò)展模態(tài)并在后處理器中觀察它們。 步驟1也可以是一個(gè)瞬態(tài)分析，但應(yīng)當(dāng)記住在需要的時(shí)間點(diǎn)保存.EMAT和.ESAV文件。 1.11 大變形預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 可以在大變形靜力學(xué)分析后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析，以便計(jì)算高度變形結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型。除用PSOLVE命令而不是SOLVE命令執(zhí)