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1、模态分析的相关(xinggun)知识目的过程等第一页，共75 页。M2-M2-2 2模态分析(fnx)第一节：模态分析的定义和目的第二节：对模态分析有关的概念、术语(shy)以及模态提取方法的讨论第三节：学会如何在ANSYS 中做模态分析第四节：做几个模态分析的练习第五节：学会如何做具有预应力的模态分析第六节：学会如何在模态分析中利用循环对称性第1 页/共75 页第二页，共75 页。M2-M2-3 3模态分析 模态分析(fnx)(fnx)第一节：第一节：定义和目的 定义和目的什么是模态分析?模态分析是用来确定结构的振动特性的一种技术(jsh)：自然频率振型振型参与系数（即在特定方向上某个振型在
2、多大程度上 参与了振动）模态分析是所有动力学分析类型的最基础的内容。第2 页/共75 页第三页，共75 页。M2-M2-4 4模态分析 模态分析定义 定义(dngy)(dngy)和目的（续上页）和目的（续上页）模态分析的好处：使结构设计避免共振或以特定频率进行振动（例如扬声器）；使工程师可以认识(rn shi)到结构对于不同类型的动力载荷是如何响 应的；有助于在其它动力分析中估算求解控制参数（如时间步长）。建议：由于结构的振动特性决定结构对于各种动力载荷的响应情 况，所以在准备进行其它动力分析之前首先要进行模态分 析。第3 页/共75 页第四页，共75 页。M2-M2-5 5通用运动方程：假定
3、为自由振动并忽略阻尼(zn)：假定为谐运动：这个方程的根是 i，即特征值，i 的范围从1 到自由度的数目，相应的向量是 uI，即特征向量。模态分析 模态分析(fnx)(fnx)第二节：第二节：术语和概念 术语和概念 模态分析假定结构是线性的(如,M 和K 保持为常数)简谐运动方程u=u0cos(wt),其中(qzhng)w 为自振圆周频率(弧度/秒）注意:第4 页/共75 页第五页，共75 页。M2-M2-6 6模态分析 模态分析(fnx)(fnx)术语和概念 术语和概念（续上页）（续上页）特征值的平方根是 wi，它是结构的自然圆周频率(pnl)（弧度/秒），并可得出自然频率(pnl)fi=w
4、i/2p 特征向量 ui 表示振型，即假定结构以频率(pnl)fi 振动时的形状 模态提取 是用来描述特征值和特征向量计算的术语第5 页/共75 页第六页，共75 页。M2-M2-7 7模态分析 模态分析(fnx)-(fnx)-术语和概念 术语和概念模态提取方法 模态提取方法 在ANSYS 中有以下几种(j zhn)提取模态的方法：Block Lanczos 法 子空间法 PowerDynamics 法 缩减法 不对称法 阻尼法 使用何种模态提取方法主要取决于模型大小（相对于计算机的计算能力而言）和具体的应用场合第6 页/共75 页第七页，共75 页。M2-M2-8 8模态分析 模态分析-术语
5、和概念 术语和概念模态提取 模态提取(tq)(tq)方法 方法-Block Lanczos-Block Lanczos 法 法 Block Lanczos 法可以在大多数场合中使用：是一种功能强大的方法，当提取中型到大型模型（50.000 100.000 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(chl)刚体振型；需要较高的内存。第7 页/共75 页第八页，共75 页。M2-M2-9 9模态分析 模态分析-术语和概念 术语和概念模态提取 模态提取(tq)(tq)
6、方法 方法-子空间法 子空间法 子空间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，要对任何关于单元形状的警告信息予以注意；在具有刚体振型时可能(knng)会出现收敛问题；建议在具有约束方程时不要用此方法。第8 页/共75 页第九页，共75 页。M2-M2-10 10模态分析 模态分析(fnx)-(fnx)-术语和概念 术语和概念模态提取方法 模态提取方法-PowerDynamics-PowerDynamics 法 法 PowerDynamics 法适用(shyng)于提取很大的模型（100.000 个自由度以上）的较少振型（
7、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。子空间技术使用Power 求解器(PCG)和 一直质量矩阵；不执行Sturm 序列检查(对于遗漏模态);它可能影响多个重复频率的模型；一个(y)包含刚体模态的模型,如果你使用PowerDynamics 方法,必须执行RIGID 命令(或者在分析设置对话框中指定RIGID 设置)。注:PowerDynamics 方法第9 页/共75 页第十页，共75 页。M2-M2-11 11模态分析 模态分析-术语和概念 术
8、语和概念模态提取方法 模态提取方法(fngf)-(fngf)-缩减法 缩减法 如果模型中的集中质量不会引起局部振动，例如象梁和杆那样，可以使用缩减法：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(shm)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。注意:选择主自由度的原则(yunz)请参阅.第10 页/共75 页第十一页，共75 页。M2-M2-12 12模态分析 模态分析-术语和概念 术语和概念模态提取方法 模态提取方
9、法(fngf)-(fngf)-不对称法 不对称法 不对称法适用于声学问题（具有结构藕合作用）和其它类似的具有不对称质量矩阵M和刚度矩阵K 的问题：计算以复数表示的特征值和特征向量 实数部分就是(jish)自然频率 虚数部分表示稳定性，负值表示稳定，正值表示不确定注意:不对称方法采用Lanczos 算法,不执行Sturm 序列检查(jinch),所以遗漏高端频率.第11 页/共75 页第十二页，共75 页。M2-M2-13 13模态分析 模态分析-术语 术语(shy)(shy)和概念 和概念模态提取方法 模态提取方法-阻尼法 阻尼法 在模态分析中一般忽略阻尼，但如果阻尼的效果比较明显，就要使用阻
10、尼法：主要用于回转体动力学中，这时陀螺阻尼应是主要的；在ANSYS 的BEAM4 和PIPE16单元中，可以通过定义实常数中的SPIN（旋转速度，弧度/秒）选项来说明陀螺效应；计算(j sun)以复数表示的特征值和特征向量。虚数部分就是自然频率；实数部分表示稳定性，负值表示稳定，正值表示不确定。注意:该方法采用Lanczos 算法 不执行Sturm 序列检查(jinch),所以遗漏高端频率 不同节点间存在相差 响应幅值=实部与虚部的矢量和第12 页/共75 页第十三页，共75 页。M2-M2-14 14模态分析 模态分析(fnx)(fnx)第三节：第三节：步骤 步骤模态分析中的四个主要步骤：建
11、模选择分析类型和分析选项施加边界条件并求解评价结果(ji gu)建模：必须定义密度只能使用线性单元和线性材料，非线性性质将被忽略参看第一章中有关建模要考虑的因素第13 页/共75 页第十四页，共75 页。M2-M2-15 15建模的典型(dinxng)命令流(接上页)/PREP7ET，.MP，EX，.MP，DENS，!建立几何模型!划分(hu fn)网格第14 页/共75 页第十五页，共75 页。M2-M2-16 16模态分析步骤 模态分析步骤选择 选择(xunz)(xunz)分析类型和选项 分析类型和选项3 3 建模 建模3 3 选择分析类型和选项：选择分析类型和选项：3 3 进入求解 进入
12、求解(qi ji)(qi ji)器并选择模态分析 器并选择模态分析3 3 模态提取选项 模态提取选项*3 3 模态扩展选项 模态扩展选项*3 3 其它选项 其它选项*3 3*将于后面讨论。将于后面讨论。典型(dinxng)命令：/SOLUANTYPE，MODAL第15 页/共75 页第十六页，共75 页。M2-M2-17 17模态分析步骤 模态分析步骤(bzhu)(bzhu)选择分析类型和选项 选择分析类型和选项（接上页）（接上页）模态提取选项：模态提取选项：方法：方法：建议对大多数情况使用 建议对大多数情况使用Block Lanczos Block Lanczos 法 法振型数目：振型数目：
13、必须指定（缩减法除外 必须指定（缩减法除外(chwi)(chwi)）频率范围：频率范围：缺省为全部，但可以限定于某个范围内 缺省为全部，但可以限定于某个范围内（FREQB FREQB to to FREQE FREQE）振型归一化：振型归一化：将于后面讨论 将于后面讨论处理约束方程：处理约束方程：主要用于对称循环模态中 主要用于对称循环模态中（以后讨（以后讨论）论）典型(dinxng)命令 MODOPT，.第16 页/共75 页第十七页，共75 页。M2-M2-18 18模态分析步骤 模态分析步骤选择 选择(xunz)(xunz)分析类型和选项 分析类型和选项（接上页）（接上页）振型归一化：因
14、为自由度解没有任何实际意义，它只表明了振型，即各个节点相对于其它节点是如何运动的；振型可以或者相对于质量矩阵M 或者相对于单位矩阵 I 进行归一化：。对振型进行相对于质量矩阵M 的归一化处理是缺省选项，这种归一化也是谱分析或将接着进行的振型叠加分析所要求的如果想较容易(rngy)的对整个结构中的位移的相对值进行比较，就选择对振型进行相对于单位矩阵I 进行归一化第17 页/共75 页第十八页，共75 页。M2-M2-19 19模态分析步骤 模态分析步骤(bzhu)(bzhu)选择分析类型和选项 选择分析类型和选项（接上页）（接上页）模态扩展：对于缩减法而言，扩展意味着从缩减振型中计算(j sun
15、)出全部振型；对于其它方法而言，扩展意味着将振型写入结果文件中；如果想进行下面任何一项工作，必须扩展模态：在后处理中观察振型；计算(j sun)单元应力；进行后继的频谱分析。典型(dinxng)命令：MXPAND，.第18 页/共75 页第十九页，共75 页。M2-M2-20 20模态分析步骤 模态分析步骤(bzhu)(bzhu)选择分析类型和选项 选择分析类型和选项（接上页）（接上页）模态扩展（接上页）：建议：扩展的模态数目应当与提取的模态数目相等，这样(zhyng)做的代价最小。第19 页/共75 页第二十页，共75 页。M2-M2-21 21模态分析步骤 模态分析步骤选择 选择(xunz
16、)(xunz)分析类型和选项 分析类型和选项（接上页）（接上页）其它分析选项：集中质量矩阵：主要用于细长梁或薄壳，或者波传播问题；对 PowerDynamics 法，自动(zdng)选择集中质量矩阵。预应力效应：用于计算具有预应力结构的模态（以后讨论）。阻尼：阻尼仅在选用阻尼模态提取法时使用；可以使用阻尼比 阻尼和 阻尼；对BEAM4 和 PIPE16 单元，允许使用陀螺阻尼。第20 页/共75 页第二十一页，共75 页。M2-M2-22 22选择分析(fnx)类型和选项的典型命令(接上页)LUMPM，OFF or ONPSTRES，OFF or ONALPHAD，.BETAD，.DMPRAT
17、，.第21 页/共75 页第二十二页，共75 页。M2-M2-23 23模态分析 模态分析(fnx)(fnx)步骤 步骤施加边界条件并求解 施加边界条件并求解3 3 建模 建模3 3 选择分析类型和选项 选择分析类型和选项3 3 施加边界条件并求解：施加边界条件并求解：3 3 位移约束：位移约束：下面讨论 下面讨论3 3 外部载荷：外部载荷：因为振动被假定为自由振动，所以忽略外部载荷。然而，因为振动被假定为自由振动，所以忽略外部载荷。然而，ANSYS ANSYS 程序形成的载荷向量可以在随后 程序形成的载荷向量可以在随后(suhu)(suhu)的模态叠加分析中使用 的模态叠加分析中使用3 3
18、求解：以后讨论 求解：以后讨论第22 页/共75 页第二十三页，共75 页。M2-M2-24 24模态分析步骤 模态分析步骤施加 施加(shji)(shji)边界条件并求解（接上页）边界条件并求解（接上页）位移约束：位移约束：施加必需的约束来模拟实际的固定情况；施加必需的约束来模拟实际的固定情况；在没有施加约束的方向上将 在没有施加约束的方向上将(shngjing)(shngjing)计算刚体振型；计算刚体振型；不允许有非零位移约束。不允许有非零位移约束。典型(dinxng)命令:DK，或 D 或 DSYMDL，.DA，.第23 页/共75 页第二十四页，共75 页。M2-M2-25 25模态
19、分析步骤 模态分析步骤(bzhu)(bzhu)施加边界条件并求解（接上页）施加边界条件并求解（接上页）位移(wiy)约束（接上页）：对称边界条件只产生对称的振型，所以将会丢失一些振型。对称(duchn)边界 反对称边界完整模型第24 页/共75 页第二十五页，共75 页。M2-M2-26 26模态分析步骤 模态分析步骤(bzhu)(bzhu)施加边界条件并求解（接上页）施加边界条件并求解（接上页）位移约束（接上页）：位移约束（接上页）：对于一个平板中间有孔的模型，全部模型和四分之一模型的最小非零振动频率如下所示。在反对 对于一个平板中间有孔的模型，全部模型和四分之一模型的最小非零振动频率如下所
20、示。在反对称模型中，由于 称模型中，由于(yuy)(yuy)沿着对称边界条件不为零，所以它丢失了频率为 沿着对称边界条件不为零，所以它丢失了频率为 53Hz 53Hz 的振型。的振型。第25 页/共75 页第二十六页，共75 页。M2-M2-27 27模态分析步骤 模态分析步骤施加 施加(shji)(shji)边界条件并求解（接上页）边界条件并求解（接上页）求解：通常采用一个载荷步；为了研究不同位移约束的效果，可以采用多载荷步（例如，对称(duchn)边界条件采用一个载荷步，反对称(duchn)边界条件采用另一个载荷步）。典型(dinxng)命令:SOLVE第26 页/共75 页第二十七页，共
21、75 页。M2-M2-28 28模态分析步骤 模态分析步骤观察 观察(gunch)(gunch)结果 结果3 3 建模 建模3 3 选择分析类型和选项 选择分析类型和选项3 3 施加边界条件并求解 施加边界条件并求解3 3 观察结果 观察结果3 3 进入通用后处理器 进入通用后处理器POST1 POST13 3 列出各自然频率 列出各自然频率(pnl)(pnl)3 3 观察振型 观察振型3 3 观察模态应力 观察模态应力第27 页/共75 页第二十八页，共75 页。M2-M2-29 29模态分析步骤 模态分析步骤(bzhu)(bzhu)观察结果（接上页）观察结果（接上页）列出自然频率：在通用后
22、处理器菜单中选择“Results Summary”；注意(zh y)，每一个模态都保存在单独的子步中。典型(dinxng)命令:/POST1SET，LIST第28 页/共75 页第二十九页，共75 页。M2-M2-30 30模态分析 模态分析(fnx)(fnx)步骤 步骤观察结果 观察结果（接上页）（接上页）观察振型：首先采用“First Set”、“Next Set”或“By Load Step”然后(rnhu)绘制模态变形图：shape：General Postproc Plot Results Deformed Shape注意图例中给出了振型序号（SUB=）和频率（FREQ=）。第29
23、页/共75 页第三十页，共75 页。M2-M2-31 31模态分析 模态分析(fnx)(fnx)步骤 步骤观察结果（接上页）观察结果（接上页）观察(gunch)振型（接上页）：振型可以制作动画：Utility Menu PlotCtrls Animate Mode Shape.第30 页/共75 页第三十一页，共75 页。M2-M2-32 32观察结果(ji gu)的典型命令(接上页)SET，1，1!First modeANMODE，10，.05!动画 10 帧，帧间间隔(jin g)0.05 秒SET，1，2!第二模态ANMODE，10，.05SET，1，3!第三模态ANMODE，10，.0
24、5第31 页/共75 页第三十二页，共75 页。M2-M2-33 33模态分析 模态分析(fnx)(fnx)步骤 步骤观察结果（接上页）观察结果（接上页）模态应力：模态应力：如果在选择分析选项时激活了单元应力计算选项，则可以得到模态应力 如果在选择分析选项时激活了单元应力计算选项，则可以得到模态应力应力值并没有实际意义，但如果振型是相对于单位矩阵归一的，则可以在给定的振 应力值并没有实际意义，但如果振型是相对于单位矩阵归一的，则可以在给定的振型中比较不同点的应力，从而发现 型中比较不同点的应力，从而发现(fxin)(fxin)可能存在的应力集中。可能存在的应力集中。典型(dinxng)命令:P
25、LNSOL，S，EQV!画von Mises 应力等值图第32 页/共75 页第三十三页，共75 页。M2-M2-34 34模态分析步骤 模态分析步骤(bzhu)(bzhu)观察结果 观察结果（接上页）（接上页）相对(xingdu)于单位矩阵归一的振型第33 页/共75 页第三十四页，共75 页。M2-M2-35 35模态分析 模态分析(fnx)(fnx)步骤 步骤 33 建模33 选择分析类型和选项33 施加边界条件并求解33 观察(gunch)结果第34 页/共75 页第三十五页，共75 页。M2-M2-36 36第四节：模态分析(fnx)的实例 这些实例包括两个问题：1.平板中央开孔模型
26、的模态分析：一步一步地描述了如何进行模态分析；既可以由学员自己来练习这个问题，也可以由老师把这个问题作为范例来讲。2.对模型飞机几机翼进行模态分析：这个问题留给学员做练习。细节部分请参考(cnko)动力学实例分析补充材料。第35 页/共75 页第三十六页，共75 页。M2-M2-37 37第五节：有预应力的模态分析(fnx)什么是有预应力的模态分析？为什么要做有预应力的模态分析?具有预应力结构的模态分析；同样的结构在不同的应力状态下表现出不同的动力特性(txng)。例如，一根琴弦随着拉力的增加，它的振动频率也随之增大。涡轮叶片旋转时，由于离心力引起的预应力的作用，它的自然频率逐渐具有增大的趋势
27、。为了恰当地设计这些结构，必须要做具有预应力和无预应力的模型的模态分析。第36 页/共75 页第三十七页，共75 页。M2-M2-38 38有预应力的模态分析(fnx)步骤三个主要步骤：建模在静态分析中给模型施加(shji)预应力做具有预应力的模态分析建模：与普通模态分析要考虑的问题一样必须定义密度第37 页/共75 页第三十八页，共75 页。M2-M2-39 39建模的典型 建模的典型(dinxng)(dinxng)命令流 命令流(接上页 接上页)/PREP7ET，.MP，EX，.MP，DENS，!建立(jinl)几何模型!划分网格第38 页/共75 页第三十九页，共75 页。M2-M2-4
28、0 40有预应力的模态分析 有预应力的模态分析(fnx)(fnx)步骤 步骤Pre-stress the Model Pre-stress the Model3 3 建模 建模3 3 在静态分析中给模型施加预应力选择分析类型 在静态分析中给模型施加预应力选择分析类型(lixng)(lixng)和选项：和选项：必 必须激活预应力选项。须激活预应力选项。3 3 载荷：载荷：施加引起预应力的载荷。施加引起预应力的载荷。3 3 后处理：后处理：观察结果，确认已经施加了合适的载荷。观察结果，确认已经施加了合适的载荷。第39 页/共75 页第四十页，共75 页。M2-M2-41 41有预应力的模态分析 有
29、预应力的模态分析(fnx)(fnx)步骤 步骤典型命令 典型命令(接上页 接上页)/SOLU/SOLUANTYPE ANTYPE，STATIC STATIC!静力分析 静力分析PSTRES PSTRES，ON ON!激活预应力效应 激活预应力效应!加载 加载.!求解 求解SOLVE SOLVE!结果 结果(ji gu)(ji gu)处理 处理/POST1/POST1PLDISP PLDISP，2 2PLNSOL PLNSOL，S S，EQV EQVFINISH FINISH第40 页/共75 页第四十一页，共75 页。M2-M2-42 42有预应力的模态分析步骤 有预应力的模态分析步骤给模型
30、给模型(mxng)(mxng)施加预应力 施加预应力（接上页）（接上页）第41 页/共75 页第四十二页，共75 页。M2-M2-43 43有预应力的模态分析 有预应力的模态分析(fnx)(fnx)步骤 步骤有预应力的模态分析 有预应力的模态分析(fnx)(fnx)3 3 建模 建模3 3 在静态分析中给模型施加预应力 在静态分析中给模型施加预应力3 3 做具有预应力的模态分析：做具有预应力的模态分析：3 3 除了在分析选项中必须激活预应力效果 除了在分析选项中必须激活预应力效果(xiogu)(xiogu)选项外，其 选项外，其它步骤与普通模态分析的步骤一样。它步骤与普通模态分析的步骤一样。第
31、42 页/共75 页第四十三页，共75 页。M2-M2-44 44有预应力的模态分析步骤 有预应力的模态分析步骤典型 典型(dinxng)(dinxng)命令 命令(接上页 接上页)/SOLUANTYPE，MODALMODOPT，MXPAND，PSTRES，ONSOLVE第43 页/共75 页第四十四页，共75 页。M2-M2-45 45有预应力的模态分析 有预应力的模态分析(fnx)(fnx)步骤 步骤有预应力的模态分析 有预应力的模态分析(fnx)(fnx)（接上页）（接上页）具有(jyu)预应力的平板无预应力的平板(pngbn)比较：第44 页/共75 页第四十五页，共75 页。M2-M
32、2-46 46有预应力的模态分析步骤 有预应力的模态分析步骤典型 典型(dinxng)(dinxng)命令 命令(接上页 接上页)/POST1SET，LISTSET，1，n!n 是模态号PLDISP，2FINISH第45 页/共75 页第四十六页，共75 页。M2-M2-47 47有预应力的模态分析(fnx)步骤33 建模33 在静态分析(fnx)中给模型施加预应力33 做具有预应力的模态分析(fnx)第46 页/共75 页第四十七页，共75 页。M2-M2-48 48有预应力的模态分析(fnx)地实例 在以下的实例中，学员给如图所示的盘片施加预应力，然后计算(j sun)它的自然频率。如果时
33、间允许，计算(j sun)没有预应力的盘片的自然频率和振型。详细情况请参考动力学实例补充材料。第47 页/共75 页第四十八页，共75 页。M2-M2-49 49第六节：循环对称结构(jigu)的模态分析什么是循环对称结构的模态分析?利用循环对称的模态分析；可以只模拟结构的一个扇形区，然后观察整个(zhngg)结构的振型。节省了建模时间 不需要模拟整个(zhngg)结构。节省了计算时间和硬盘空间 只需要较少的单元和自由度。应用：可用于任何具有循环对称的结构：如涡轮、叶轮。第48 页/共75 页第四十九页，共75 页。M2-M2-50 50循环对称结构(jigu)的模态分析步骤七个主要步骤：基本
34、扇区的建模确定循环对称平面复制一个(y)基本扇区在两个扇区上施加边界条件指定分析类型和选项用CYCSOL 命令求解将求解结果扩展到3600，对结果进行评价第49 页/共75 页第五十页，共75 页。M2-M2-51 51循环对称结构的模态分析 循环对称结构的模态分析(fnx)(fnx)基本扇区的建模 基本扇区的建模基本扇区：基本扇区：必须在全局 必须在全局(qunj)(qunj)柱坐标系中：柱坐标系中：X X 为径向，为径向，Y Y 沿着 沿着 向，向，Z Z 为轴向 为轴向循环对称面 循环对称面（或边）：（或边）：必须要有相匹配的节点分布，可以通过规定线的分布 必须要有相匹配的节点分布，可以
35、通过规定线的分布来保证这一点 来保证这一点可以是弯曲的 可以是弯曲的只要 只要360/360/是整数，扇区角 是整数，扇区角 可以是任何值 可以是任何值第50 页/共75 页第五十一页，共75 页。M2-M2-52 52建模的典型 建模的典型(dinxng)(dinxng)命令流 命令流(接上页 接上页)/PREP7ET，.MP，EX，.MP，DENS，!建立几何(j h)模型!划分网格第51 页/共75 页第五十二页，共75 页。M2-M2-53 53循环 循环(xnhun)(xnhun)对称结构的模态分析 对称结构的模态分析指定循环 指定循环(xnhun)(xnhun)对称面 对称面3 3
36、 基本扇区的建模 基本扇区的建模3 3 指定循环对称面：指定循环对称面：3 3 沿着最小的 沿着最小的 角选择节点。角选择节点。3 3 创建节点组：创建节点组：Utility Menu Select Comp/Assembly Utility Menu Select Comp/Assembly Create Component Create Component3 3 尽管不需要对对应的边建立节点组，但这样做可能有用。尽管不需要对对应的边建立节点组，但这样做可能有用。3 3 确认在完成确定循环对称面这一步 确认在完成确定循环对称面这一步(y b)(y b)时选择了所有有关 时选择了所有有关项。项
37、。Components ND0 and ND36典型命令：NSEL，!选择一个对称面CM，name，NODE!Name 是组名NSEL，ALL!选择所有(suyu)节点第52 页/共75 页第五十三页，共75 页。M2-M2-54 54循环 循环(xnhun)(xnhun)对称结构的模态分析 对称结构的模态分析复制一个基本扇区 复制一个基本扇区3 3 基本扇区的建模 基本扇区的建模3 3 指定循环对称面 指定循环对称面3 3 复制一个基本扇区：复制一个基本扇区：3 3 循环对称结构的模态分析 循环对称结构的模态分析 需要两个相同的基本扇区 需要两个相同的基本扇区3 3 确认选择了基本扇区中的全
38、部节点和单元 确认选择了基本扇区中的全部节点和单元3 3 运行 运行(ynxng)(ynxng)宏 宏 CYCGEN CYCGEN 3 3 Preprocessor Cyclic Sector Preprocessor Cyclic Sector3 3 仅仅复制了有限元元素实体，并没有复制固体模型 仅仅复制了有限元元素实体，并没有复制固体模型典型(dinxng)命令：ALLSELCYCGEN第53 页/共75 页第五十四页，共75 页。M2-M2-55 553 3 基本扇区的建模 基本扇区的建模3 3 指定循环 指定循环(xnhun)(xnhun)对称面 对称面3 3 复制一个基本扇区 复制一
39、个基本扇区3 3 在两个扇区上施加边界条件：在两个扇区上施加边界条件：3 3 主要是位移约束；主要是位移约束；3 3 仅在各节点上施加约束（因为第二个扇区只包括节点和单元）；仅在各节点上施加约束（因为第二个扇区只包括节点和单元）；3 3 根据位置选择节点，而不是根据编号；根据位置选择节点，而不是根据编号；3 3 不需要施加对称边界条件（除非是进行静态分析以施加预应力）。不需要施加对称边界条件（除非是进行静态分析以施加预应力）。循环对称 循环对称(duchn)(duchn)结构的模态分析 结构的模态分析在两个扇区上施加边界条件 在两个扇区上施加边界条件典型(dinxng)命令:CSYS，1NSE
40、L，LOC，D，ALL，NSEL，ALL第54 页/共75 页第五十五页，共75 页。M2-M2-56 56循环 循环(xnhun)(xnhun)对称结构的模态分析 对称结构的模态分析选择分析类型和选项 选择分析类型和选项3 3 基本扇区的建模 基本扇区的建模3 3 指定循环对称 指定循环对称(duchn)(duchn)面 面3 3 复制一个基本扇区 复制一个基本扇区3 3 在两个扇区上施加边界条件 在两个扇区上施加边界条件3 3 指定分析类型和选项：指定分析类型和选项：3 3 模态分析 模态分析3 3 选项：选项：3 3 建议使用 建议使用Block Lanczos Block Lanczo
41、s 法；法；3 3 提取的节点数目（提取的节点数目（NMODE NMODE）是节径数（以后解释）；）是节径数（以后解释）；3 3 约束方程处理 约束方程处理-以后讨论；以后讨论；3 3 扩展的模态数目应和提取的模态数目一样多。扩展的模态数目应和提取的模态数目一样多。典型(dinxng)命令:/SOLUANTYPE，MODALMODOPT，LANB，5，2!5 阶模态，精确的拉格朗日方法MXPAND，5第55 页/共75 页第五十六页，共75 页。M2-M2-57 57循环 循环(xnhun)(xnhun)对称结构的模态分析 对称结构的模态分析指定分析类型和选项（接上页）指定分析类型和选项（接上页）处理约束方程方法：大约有几百个甚至几千个约束方程，在循环对称面上(min shn)回自动产生；缺省的处理约束方程法是直接消去法，但这种方法的效果可能并不好；建议使用拉格朗日乘子法，有两个选项：快速求解法是快速的，但对于高阶频率可能给不出精确的特征值；精确求解法是精确的，但是要慢一些。第56 页/共75 页第五十七页，共75 页。