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1、ANSYSWORKBENCH11.0ANSYSWORKBENCH11.0培训教程（培训教程（DSDS））第五章模态分析概述•在本章节主要介绍如何在DesignSimulation中进行模态分析.在DesignSimulation中,进行一个模态分析类似于一个线性分析.–假定用户已经对第四章的线性静态结构分析有了一定的学习了解.•本节内容如下:–模态分析流程–预应力模态分析流程•本节所介绍的这些性能通常能适用于ANSYSDesignSpaceEntralicenses及更高的lisenses.–在本节讨论的一些选项可能需要更多的高级lisenses,需要时会
2、相应的标示出来.–谐响应和非线性静态结构分析在本节将不进行讨论.模态分析基础•对于一个模态分析,固有圆周频率ω和振型φ都能从ii矩阵方程式里得到:([]2[]){}K−ωMφ=0ii在某些假设条件下的结果与分析相关:–[K]和[M]是常量:•假设为线弹性材料特性•使用小挠度理论,不包含非线性特性•[C]不存在,因此不包含阻尼•{F}不存在,因此假设结构没有激励•根据物理方程,结构可能不受约束(rigid-bodymodespresent)，或者部分/完全的被约束住•记住这些在DesignSimulation中进行模态分析的假设是非常重要的.A.模态分析过程
3、•模态分析过程和一个线性静态结构分析过程非常相似,因此这里不再详细的介绍每一操作步骤.下面这些步骤里面，黄色斜体字体部分是模态分析所特有的.–建模–设定材料属性–定义接触对(假如存在)–划分网格(可选择)–施加载荷(假如存在的话)–需要使用FrequencyFinder结果–设置FrequencyFinder选项–求解–查看结果…几何模型和质量点•类似于线性静态分析,任何一种能被DesignSimulation支持的几何模型都有可以使用：–实体、面体和线体•对于线体，只有振型和位移结果是可见的。•可以使用质量点：–质量点的使用只在自由震动分析中添加质量，但
4、是并不改变结构的刚度；–因此，在质量点的使用会降低结构自由振动的频率。ANSYSLicenseAvailabilityDesignSpaceEntraxDesignSpacexProfessionalxStructuralxMechanical/Multiphysicsx…材料属性•材料属性：需要定义杨氏模量、泊松比和密度–由于没有载荷，所以定义了以上材料属性，就不再需要其他的材料属性了ANSYSLicenseAvailabilityDesignSpaceEntraxDesignSpacexProfessionalxStructuralxMechanica
5、l/Multiphysicsx…接触域•在模态分析中，接触对是可能出现的.但是，由于模态分析是纯粹的线性分析，所以接触对不同于非线性分析中的接触类型,如下所示:ModalAnalysisContactTypeStaticAnalysisInitiallyTouchingInsidePinballRegionOutsidePinballRegionBondedBondedBondedBondedFreeNoSeparationNoSeparationNoSeparationNoSeparationFreeRoughRoughBondedFreeFreeFri
6、ctionlessFrictionlessNoSeparationFreeFree•在模态分析中定义接触需要注意以下两个方面的内容:–两个非线性的接触行为–粗糙的和无摩擦的–都将表现为线性模式,因此它们会转化为绑定或者无间隙接触方式来替代并产生作用.–假如有间隙存在,非线性的接触行为将是自由无约束的(也就是说,好像是没有接触一样).绑定的和无间隙的接触将取决于pinball区域的大小.•pinball区域由缺省值自动产生ANSYSLicenseAvailabilityDesignSpaceEntraDesignSpacexProfessionalxStru
7、cturalxMechanical/Multiphysicsx…接触域•对于ANSYS专业licenses和更高的licenses,在模态分析中，存在更多的接触选项:–对于粗糙和无摩擦的接触,“InterfaceTreatment”能被转变为“AdjustedtoTouch,”这种方式将使接触面分别按照绑定和不分离接触来进行处理.(假如这个选项被设置了，那么即使有间隙存在,这些部分也按照最初就已经接触上的情况来进行计算.)–即使有间隙存在，“PinballRegion”的大小也能够改变和被显示出来.这样，就能很好地确保绑定和不分离接触的建立.•有关pinb
8、allregion的内容和如何定义其大小，请参考第3和4章•对于A
